Investigando grupos sanguíneos Teach article

Traducido por Félix Jiménez-Villacorta. En este experimento se emplean líquidos sencillos que imitan a la sangre para describir la tipificación del grupo sanguíneo.

El tema de los grupos sanguíneos se enseña a menudo en las clases de ciencias, pero experimentar con sangre real puede no ser posible por muchas y buenas razones – por la preocupación de los padres, la necesidad de evaluaciones de riesgo completas para prevenir infecciones o la transmisión de enfermedades a través de la sangre, o la reticencia de los estudiantes a utilizar su propia sangre.

En esta actividad práctica se emplean soluciones químicas sencillas para simular los grupos sanguíneos. La actividad puede ser utilizada en clase, para un club de ciencia o como parte de un día de ciencia forense para estudiantes de todas las edades.

La ciencia de la sangre

blood cells
Figura 1: Micrografía de una
mancha de sangre humana
mostrando glóbulos rojos (A),
plaquetas (B) y glóbulos
blancos (C, D y E)

Imagen cortesía de Magdalena
Wajrak

La sangre es un fluido rojo y pegajoso que contiene diversos tipos de células suspendidas en un líquido acuoso llamado plasma: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas (figura 1). Otros muchos compuestos químicos se encuentran suspendidos o disueltos en el plasma, incluyendo proteínas, azúcares, grasas, sales, enzimas y gases. La sangre de cada persona contiene ciertas características hereditarias que la distinguen de la sangre de otros.

Hasta la década de los 80, la sangre se diferenciaba fundamentalmente por la tipificación de los grupos sanguíneos ABO, basada en la presencia de tres sustancias en el exterior de los glóbulos rojos, llamadas antígenos. Aunque para fines forenses esta técnica ha sido desde entonces remplazada por otros métodos tales como el análisis del ADN, para fines clínicos la tipificación del grupo sanguíneo sigue empleándose antes de realizar una transfusión al paciente para evitar complicaciones tales como el rechazo.

La presencia o ausencia de antígenos A y B en los glóbulos rojos determina el grupo sanguíneo ABO de un individuo. Esto lleva a la identificación de cuatro grupos principales: A, B, AB (cuando ambos antígenos están presentes) y O (cuando ningún antígeno está presente), como se muestra en la figura 2. Un tercer antígeno importante es el factor Rhesus (Rh), o antígeno D. Las personas con el antígeno D son Rh positivas, y aquellos que carecen de ella son Rh negativas.

Con el fin de tipificar el grupo sanguíneo de un individuo, se añaden anticuerpos (llamados aglutininas, y a veces referidas también como antiserums) a unas pocas gotas de sangre. Estás aglutininas se unen a los antígenos de la superficie de los glóbulos rojos, causando la agregación o aglutinación de las células. Si el agrupamiento ocurre en una muestra de sangre, entonces el antígeno asociado está presente. Una vez que todos los antígenos hayan sido testados,  se deduce el grupo sanguíneo (tabla 1).

Anti-A aglutinina + sangre: aglutinación Anti-B aglutinina + sangre: aglutinación Grupo sanguíneo
Tabla 1. Deduciendo el grupo sanguíneo ABO con el uso de antígenos
No A
AB
No B
No No O

Experimento de tipificación del grupo sanguíneo ABO

Nota de seguridad

Llevar gafas y guantes protectores. Ver también la nota de seguridad general.

Materiales

blood testing
Usando la bandeja de tinción
Imagen cortesía de Magdalena
Wajrak

Cada grupo necesitará:

  • Bandejas de tinción
  • Dos pipetas, una para cada muestra de sangre
  • 2.0 mol dm-3 de disolución de ácido clorhídrico en un frasco cuentagotas etiquetado como “Anti-A”
  • 2.0 mol dm-3 de disolución de ácido sulfúrico en un frasco cuentagotas etiquetado como “Anti-B”
  • “Muestras de sangre” identificadas (soluciones acuosas espesadas con glicerol y teñidas con colorante alimentario para asemejar la sangre) etiquetadas por el grupo sanguíneo:
    • ‘O’ = agua destilada
    • ‘A’ = 0.1 mol dm-3 disolución de nitrato de plata
    • ‘B’ = 0.1 mol dm-3 disolución de nitrato de bario
    • ‘AB’ = mezcla al 50:50 de 0.1 mol dm-3 disoluciones de nitrato de plata y nitrato de bario
  • Muestras de sangre no identificadas, hechas a partir de las mismas soluciones de las muestras de sangre identificadas, etiquetadas como “víctima 1”, “víctima 2”, etc.

Procedimiento

Explica la situación a tus estudiantes: ha habido un accidente y necesitas saber el grupo sanguíneo ABO de las víctimas antes de que reciban transfusiones de sangre. Es tarea de los estudiantes utilizar las muestras sanguíneas y averiguar el grupo sanguíneo de cada víctima.

  1. Utilizando una pipeta limpia, pon una gota de una de las muestras de sangre identificadas en las primeras cavidades de las dos primeras filas de tu bandeja de tinción. Completa las filas con el resto de las muestras de sangre, como se muestra en la figura 2.
  2. Añade una gota de antiserum Anti-A a cada cavidad en la primera fila y registra tus observaciones en la tabla 2. Si no estás seguro de un resultado, añade otra gota de antiserum Anti-A.
  3. Añade una gota de antiserum Anti-B a cada bandeja de tinción en la segunda fila y registra tus observaciones, también en la tabla 2. Si no estás seguro de un resultado, añade otra gota de antiserum Anti-B.
  4. Utiliza tus resultados para concluir cómo cada grupo sanguíneo (O, A, B y AB) reacciona a los anticuerpos.
  5. Toma una bandeja de tinción limpia y analiza la sangre de las víctimas utilizando el mismo método. Registra tus observaciones en la tabla 3.
  6. Utiliza tus resultados para asignar el grupo sanguíneo correcto a cada víctima.
     
blood typing
Figura 2: muestras de sangre en una bandeja de tinción
Imagen cortesía de Magdalena Wajrak
Grupo sanguíneo Observaciones con anti-A. ¿Ocurrió aglutinación? Observaciones con anti-B. ¿Ocurrió aglutinación?
Tabla 2. Registra el comportamiento de aglutinación de las muestras de sangre identificadas
A    
B    
AB    
O    
Víctima Observaciones con anti-A. ¿Ocurrió aglutinación? Observaciones con anti-B. ¿Ocurrió aglutinación? Grupo sanguíneo
Tabla 3: Analiza las muestras de sangre no identificadas (encontradas en la escena del accidente)
1      
2      
3      
4      

¿Qué está  sucediendo?

Estos tests reproducen cómo distintos grupos sanguíneos reaccionan con las aglutininas, utilizando química básica. Con estudiantes de mayor edad quizá quieras comentar esta química, enumerando las diferencias entre la reacción antígeno-anticuerpo que se modeliza y la simple reacción de desplazamiento que en realidad está ocurriendo.

En este experimento, en lugar de aglutinar células sanguíneas, los precipitados (blancos) hacen que las soluciones se aglutinen en las bandejas de tinción.

Nitrato de bario (aq) + ácido sulfúrico (aq) → sulfato de bario (s) + ácido nítrico (aq)

Nitrato de plata (aq) + ácido clorhídrico (aq) → cloruro de plata (s) + ácido nítrico (aq)

Los agregados que se forman son de color rojo oscuro, en lugar de blanco, debido al colorante alimentario presente.
 

Más grupos sanguíneos artificiales

La necesidad de identificar el grupo sanguíneo de los pacientes antes de una transfusión de sangre puede ser pronto una cosa del pasado. Recientemente, investigadores británicos de la Universidad de Edimburgo anunciaron que habían conseguido fabricar globulos rojos tipo O negativo a partir de células madre. De aumentar su producción con éxito, este método puede llevar a una nueva fuente de sangre donante universal, y hay planes para ensayos clínicos a pequeña escala en 2016.

Es más, otros investigadores están desarrollando productos basados en la hemoglobina (la proteína en sangre portadora de oxígeno), por ejemplo en forma de polvo polimerizado, de manera que pueda ser almacenada durante meses a temperatura ambiente, al contrario que la sangre, que tiene que ser refrigerada.

Agradecimientos

Hay algunas alternativas a este experimento. Las soluciones utilizadas en esta versión provinieron de un grupo de técnicos científicos de la Asociación de Técnicos Científicos en Escuelas Independientes de Australia Occidental (LABNETWEST)w1.

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Web References

  • w1 – Para conocer más sobre LABNETWEST visita su página web.

Resources

Author(s)

Tim Harrison trabaja en la Universidad de Bristol, como catedrático de instituto en la Facultad de Química. Este es un puesto para profesor de secundaria que fue creado para cubrir la brecha entre escuelas secundarias y universidades, y para utilizar los recursos de las Facultades de Química para promover la química a niveles regional, nacional e internacional.

La Dra. Magdalena Wajrak es profesora de química y promueve la difusión de la química a gente de todas las edades. Pertenece a la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad Edith Cowan, en Perth, Australia


Review

Esta interesante actividad práctica afronta un tema básico de la biología: los grupos sanguíneos. Aunque la teoría puede ser familiar para los estudiantes, los experimentos en sangre son normalmente evitados por las razones explicadas por el autor. Esta actividad, sin embargo, es una sencilla simulación para probar en el laboratorio utilizando una reacción química simple.

El tema de este artículo puede relacionarse con otros temas importantes tales como la inmunología en biología, reacciones de desplazamiento en química, e incluso en derechos civiles en ética. El experimento puede ser utilizado también para despertar el interés de los estudiantes en la necesidad e investigar nuevos materiales y tecnologías que nos permitan hacer transfusiones más seguras y rápidas.

Preguntas de comprensión adecuadas pueden incluir:

  1. ¿Cuál es la importancia de conocer tu grupo sanguíneo?
  2. ¿Por qué ocurre la aglutinación? ¿Cuál es la relación entre el antígeno y el anticuerpo?
  3. ¿Conoces un caso de grupo sanguíneo distinto de ABO?
  4. ¿Cuál es la diferencia entre aglutinación y reacciones de desplazamiento?
  5. ¿Por qué es importante investigar nuevas fuentes de fabricación de sangre donante universal?

Ana Molina, IES Gil y Carrasco, Ponferrada, España




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