Hemoglobina A
Hemoglobina A (HbA), también conocida como hemoglobina adulta, hemoglobina A1 o α2β2, es el tetrámero de hemoglobina humana más común y representa más del 97% de la hemoglobina total de los glóbulos rojos. La hemoglobina es una proteína fijadora de oxígeno, que se encuentra en los eritrocitos, y que transporta oxígeno desde los pulmones a los tejidos. La hemoglobina A es la forma adulta más común de hemoglobina y existe como un tetrámero que contiene dos subunidades alfa y dos subunidades beta (α2β2). La hemoglobina A2 (HbA2) es una forma de hemoglobina adulta menos común y está compuesta por dos subunidades de globina alfa y dos delta. Esta hemoglobina constituye del 1 al 3% de la hemoglobina en los adultos.
Estructura y función
La hemoglobina A (HbA) es la forma adulta más común de la hemoglobina y existe como un tetramer que contiene dos subunidades alfa y dos subunidades beta (α2β2). Cada subunidad contiene un grupo de hemo que oxigeno diatómico (O2Las moléculas pueden unirse. Además de oxígeno, montaje subunidad y estructura cuaternaria se sabe que juegan roles importantes en la afinidad Hb. Cuando la hemoglobina se une a O2 (oxyhemoglobina), se adhiere al Iron II (Fe2+) de hemo y es este ión de hierro que puede atar y unbinar oxígeno para transportar oxígeno en todo el cuerpo. Todas las subunidades deben estar presentes para la hemoglobina para recoger y liberar oxígeno bajo condiciones normales.
Síntesis
Síntesis de hemo
La síntesis del hemo implica una serie de pasos enzimáticos que tienen lugar dentro de la mitocondria y el citosol de la célula. Primero, en la mitocondria tiene lugar la condensación de succinil CoA y glicina por la ALA sintasa para producir ácido 5-aminolevulínico (ALA). Luego, el ALA pasa al citosol y, después de una serie de reacciones, crea el coproporfiringeno III. Esta molécula regresa a la mitocondria donde reacciona con la protoporfirina-III oxidasa para producir protoporfirina IX. Luego, el hierro se inserta enzimáticamente en la protoporfirina mediante ferroquelatasa para producir hemo.
Síntesis de globina
La síntesis de globina tiene lugar en los ribosomas que se encuentran dentro del citosol. Dos cadenas de globina que tienen grupos hemo se combinan para formar hemoglobina. Una de las cadenas es una cadena alfa y la otra es una cadena no alfa. La naturaleza de las cadenas no alfa en las moléculas de hemoglobina varía debido a diferentes variables. Los fetos tienen una cadena no alfa llamada gamma y después del nacimiento se llama beta. La cadena beta se emparejará con la cadena alfa. Es la combinación de dos cadenas alfa y no alfa lo que crea una molécula de hemoglobina. Dos cadenas alfa y dos cadenas gamma forman la hemoglobina fetal o hemoglobina F (HbF). Después de los primeros cinco o seis meses después del nacimiento, la combinación de dos cadenas alfa y dos cadenas beta forma la hemoglobina adulta (HbA). Los genes que codifican las cadenas alfa se encuentran en el cromosoma 16, mientras que los genes que codifican las cadenas no alfa se encuentran en el cromosoma 11.
Importancia clínica
Debido a los numerosos pasos y procesos durante la síntesis de hemoglobina, hay muchos lugares en los que pueden ocurrir errores. La síntesis de hemo implica múltiples enzimas y cuando estas enzimas son deficientes o no funcionan correctamente, pueden ocurrir consecuencias como mutaciones o deleciones en genes que codifican la cadena de globina. Esto da como resultado trastornos del gen de la globina (hemoglobinopatías), que pueden ser variantes anormales de la cadena de globina (anemia falciforme) o síntesis reducida de la cadena en las células eritroides (talasemia) durante el proceso celular de la hematopoyesis. Estas hemoglobinopatías a menudo se heredan como rasgos autosómicos recesivos.
Alfa-talasemia
La alfa-talasemia (α-talasemia) se define por la falta de producción de la cadena de globina α en la hemoglobina, y se considera que aquellos que portan una mutación que afecta la cadena de globina α en un solo cromosoma tienen un cromosoma α “silencioso”. -talasemia mientras que, si la mutación se produce en ambos, se considera un rasgo de α-talasemia. La α-talasemia se encuentra principalmente en áreas tropicales y subtropicales, donde las personas que portan el gen representan entre el 80 y el 90% de la población. Al igual que otros trastornos relacionados con la hemoglobina (drepanocitosis y β-talasemia), se plantea la hipótesis de que la α-talasemia se selecciona dentro de las poblaciones debido a que los portadores están mejor protegidos contra la malaria falciparum. La mayoría de los portadores de α-talasemia son asintomáticos y se diagnostican si se detecta después de análisis hematológicos de rutina o antes de los exámenes de detección del nacimiento. Los portadores de un solo gen de globina α generalmente no presentan fatiga profunda ni anemia porque tienen un aumento compensatorio en el número de glóbulos rojos microcíticos. Por el contrario, los portadores leves de α-talasemia podrían presentar síntomas de anemia debido a otros factores no relacionados específicamente con el trastorno: mala alimentación, descenso de los niveles de hemoglobina por pérdida de sangre u otras enfermedades.
La forma más grave de α-talasemia es una afección que comienza en la infancia en la que no hay expresión de genes α y resulta en una gran producción de hemoglobina de Bart (Hb Bart). La causa más común de Hb Bart es la herencia de un alelo de deleción que carece de genes funcionales de α-globina de ambos padres. La Hb Bart es un tetrámero de cuatro subunidades de gammaglobulina y es ineficaz para transportar oxígeno a los tejidos debido a su muy alta afinidad por el oxígeno. Esto suele provocar hidropesía fetal mortal y los síntomas asociados incluyen anemia intrauterina, ralentización del crecimiento cerebral, edema, deformidades del esqueleto y deformidades cardiovasculares que podrían provocar insuficiencia cardíaca.
Beta-talasemia
La beta-talasemia (β-talasemia) es una mutación hereditaria del gen de la β-globulina que provoca la síntesis reducida de la cadena de β-globina de la hemoglobina. La mayoría de las mutaciones son mutaciones puntuales que afectan la traducción, el control transcripcional y el corte y empalme del gen de la hemoglobina β y del producto genético. Se considera que los individuos con una mutación genética (heterocigocidad) tienen β-talasemia menor (portador o rasgo de β-talasemia), mientras que aquellos que tienen dos mutaciones genéticas (homocigosidad o heterocigosidad compuesta) se diagnostican con β-talasemia o intermedia. Debido a la falta de beta-globina, la acumulación de subunidades de alfa-globina y tetrámeros alfa comienza a acumularse, lo que daña los eritrocitos. Las personas de ascendencia asiática, del Medio Oriente y del Mediterráneo tienen una incidencia mucho mayor de β-talasemia. Se ha determinado que existe una amplia variación en los fenotipos y genotipos de la enfermedad debido a que se han encontrado más de 200 mutaciones diferentes asociadas a la talasemia en el gen de la beta-globina. Las personas con β-talasemia mayor generalmente requieren atención médica dentro de los primeros 2 años de vida y transfusiones de sangre periódicas para sobrevivir. Los pacientes que presentan el trastorno más tarde no suelen requerir transfusiones y se les diagnostica talasemia intermedia.
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Enfermedad falciforme
La hemoglobina falciforme (HbS) es la variante más común de hemoglobina y surge debido a una sustitución de aminoácidos en la subunidad beta-globina en el sexto residuo del ácido glutámico a valina. Existen diferentes formas de anemia de células falciformes. HB SS, que es la forma más común y grave de anemia falciforme. La Hb SC se debe a la herencia de la Hb S de uno de los padres y la Hb C (hemoglobina C) del otro padre. La Hb S beta talasemia es la menos común y se experimenta en pacientes que han heredado la hemoglobina beta talasemia de uno de los padres y la HbS del otro. Además, existe el rasgo de células falciformes (HbAS), que se define por tener HbA y HbS. Esto hace que el individuo sea heterocigoto para la anemia falciforme. De la población mundial, se estima que hay alrededor de 300 millones de personas con el rasgo de células falciformes y alrededor de 100 millones de ellos se encuentran en el África subsahariana. También hay una mayor prevalencia del rasgo falciforme en áreas donde la malaria es común; en algunas partes de África y Arabia Saudita la prevalencia llega al 25% y 60%, respectivamente. Las personas que tienen HbAS tienen alrededor de 40% de HbS, 56% de HBA y generalmente son asintomáticas, a menos que haya una falta grave de oxígeno en el cuerpo (hipoxia), que puede provocar síntomas de anemia de células falciformes. Sin embargo, la HbAS no causa crisis vasooclusiva, que se sabe que está asociada con la anemia de células falciformes.
Los pacientes que son homocigotos para HbS tienen fibras multicatenarias que inducen un cambio en la forma de los glóbulos rojos de discos bicóncavos a medias lunas alargadas. La reacción falciforme es reversible después de reoxigenar la hemoglobina, por lo tanto, los glóbulos rojos pueden pasar por ciclos de falciforme y no falciforme dependiendo de la concentración de oxígeno presente en el torrente sanguíneo. Los glóbulos rojos que tienen forma de hoz carecen de flexibilidad y se adhieren a las paredes de los vasos sanguíneos disminuyendo o deteniendo el flujo de oxígeno a los tejidos cercanos. Esta disminución de oxígeno a los tejidos provoca una crisis vasooclusiva que se presenta en dolor muscular y lesión de los tejidos. Algunos síntomas de la anemia falciforme incluyen fiebre, fatiga por anemia, hinchazón de manos y pies, derrame cerebral e insuficiencia orgánica. Los tratamientos actuales incluyen transfusiones de sangre que ayudan a aumentar la cantidad de glóbulos rojos normales, trasplantes de médula ósea para ayudar al cuerpo del paciente a producir glóbulos rojos sanos y medicamentos para ayudar a aliviar los síntomas enumerados anteriormente.