La hemoglobina A (HbA), también conocida como hemoglobina adulta, hemoglobina A1 o α 2 β 2 , es el tetrámero de hemoglobina humana más común y representa más del 97 % de la hemoglobina total de los glóbulos rojos . [1] La hemoglobina es una proteína transportadora de oxígeno que se encuentra en los eritrocitos y que transporta oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos. [2] 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). [3] La hemoglobina A2 (HbA2) es una forma adulta menos común de hemoglobina y está compuesta por dos subunidades alfa y dos delta-globina. Esta hemoglobina constituye entre el 1 y el 3 % de la hemoglobina en adultos. [4]
La hemoglobina A (HbA) es la forma más común de hemoglobina en adultos y existe como un tetrámero que contiene dos subunidades alfa y dos subunidades beta (α2β2). [3] Cada subunidad contiene un grupo hemo al que se pueden unir las moléculas de oxígeno diatómico (O2). [ 5] Además del oxígeno, se sabe que el ensamblaje de subunidades y la estructura cuaternaria desempeñan papeles importantes en la afinidad de la Hb. Cuando la hemoglobina se une al O2 ( oxihemoglobina ), se unirá al hierro II (Fe2+) del hemo y es este ion de hierro el que puede unirse y desunirse al oxígeno para transportarlo por todo el cuerpo. [2] Todas las subunidades deben estar presentes para que la hemoglobina recoja y libere oxígeno en condiciones normales. [6]
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, la ALA sintasa condensa el succinil CoA y la glicina para producir ácido 5-aminolevulínico (ALA). Luego, el ALA se desplaza al citosol y, tras una serie de reacciones, crea coproporfiringen 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 a través de la ferroquelatasa para producir hemo. [7]
La síntesis de globina se lleva a cabo en los ribosomas que se encuentran dentro del citosol. Dos cadenas de globina que tienen grupos hemo se combinan para formar la hemoglobina. Una de las cadenas es una cadena alfa y la otra es una cadena no alfa. La naturaleza de la cadena 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 gamma forman la hemoglobina fetal o hemoglobina F (HbF). Después de los primeros cinco a 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. [7]
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 involucra 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. [2] Esto da como resultado trastornos del gen de la globina ( hemoglobinopatías ) que pueden ser variantes anormales de la cadena de globina ( anemia de células falciformes ) o síntesis reducida de la cadena en células eritroides ( talasemia ) durante el proceso celular de hematopoyesis . [8] Estas hemoglobinopatías a menudo se heredan como rasgos autosómicos recesivos . [9]
La alfa-talasemia (α-talasemia) se define por una falta de producción de la cadena α-globina en la hemoglobina, y aquellos que portan una mutación que afecta la cadena α-globina en un solo cromosoma se consideran que tienen una α-talasemia "silenciosa", mientras que, si la mutación está en ambos, entonces se considera un rasgo de α-talasemia. [9] La α-talasemia se encuentra principalmente en áreas subtropicales y tropicales, donde los individuos que portan el gen son el 80-90% de la población. [10] Al igual que otros trastornos relacionados con la hemoglobina (anemia falciforme 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 . [9] 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 las pruebas de nacimiento. [11] Los portadores de un solo gen de α-globina no suelen presentar fatiga profunda ni anemia porque tienen un aumento compensatorio en el número de glóbulos rojos microcíticos . [9] [11] Por el contrario, los portadores leves de α-talasemia podrían tener síntomas de anemia debido a otros factores no relacionados específicamente con el trastorno: mala alimentación, caída de los niveles de hemoglobina debido a pérdida de sangre u otras enfermedades. [9]
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 da como resultado una gran producción de hemoglobina de Bart (Hb Bart) . [11] La causa más común de Hb Bart es la herencia de un alelo de deleción en el que carece de genes de α-globina funcionales de ambos padres. [9] La Hb Bart es un tetrámero de cuatro subunidades de gammaglobulina y es ineficaz para transportar oxígeno a los tejidos debido a su altísima afinidad por el oxígeno. [12] Esto suele dar lugar a hidropesía fetal mortal y los síntomas asociados incluyen anemia intrauterina, ralentización del crecimiento cerebral, edema , deformidades del esqueleto y deformidades cardiovasculares que pueden provocar insuficiencia cardíaca . [13]
La beta-talasemia (β-talasemia) es una mutación hereditaria del gen de la β-globulina que causa la síntesis reducida de la cadena de β-globina de la hemoglobina. [14] La mayoría de las mutaciones son mutaciones puntuales que afectan la traducción , el control transcripcional y el empalme del gen de la hemoglobina β y el producto génico. [15] Los individuos con una mutación genética ( heterocigocidad ) se consideran que tienen β-talasemia menor (portador o rasgo de β-talasemia), mientras que aquellos que tienen dos mutaciones genéticas ( homocigosidad o heterocigosidad compuesta) son diagnosticados con β-talasemia o intermedia. [14] [2] Debido a la falta de beta-globina , la acumulación de subunidades de alfa-globina y tetrámeros alfa comienzan a acumularse, lo que provoca daños en los eritrocitos. [2] Las personas de ascendencia asiática, de Oriente Medio y mediterránea tienen una incidencia mucho mayor de β-talasemia. [14] 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. [15] Los individuos con β-talasemia mayor generalmente requieren atención médica dentro de los primeros 2 años de vida y requieren transfusiones de sangre regulares para sobrevivir. Los pacientes que presentan el trastorno más tarde generalmente no requieren transfusiones y se les diagnostica talasemia intermedia. [16]
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La hemoglobina falciforme (HbS) es la variante más común de la 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 enfermedad de células falciformes . HB SS que es la forma más común y grave de anemia falciforme. Hb SC se debe a heredar Hb S de uno de los padres y Hb C ( hemoglobina C ) del otro padre. La beta talasemia Hb S es la menos común y se experimenta en pacientes que han heredado hemoglobina beta talasémica de un padre y HbS del otro. [17] 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 individuos con el rasgo de células falciformes y alrededor de 100 millones de ellos se encuentran en África subsahariana. [18] También hay una mayor prevalencia del rasgo de células falciformes en áreas donde la malaria se encuentra comúnmente, con una prevalencia en algunas partes de África y Arabia Saudita de hasta 25% y 60%, respectivamente. [19] 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 enfermedad de células falciformes. [12] Sin embargo, la HbAS no causa crisis vasooclusiva, que se sabe que está asociada con la enfermedad de células falciformes. [17]
Los pacientes homocigotos para la HbS tienen fibras multicatenarias que inducen un cambio en la forma de los glóbulos rojos de discos bicóncavos a medialunas alargadas. La reacción de drepanocitosis es reversible después de reoxigenar la hemoglobina, por lo tanto, los glóbulos rojos pueden pasar por ciclos de drepanocitosis y desdrepanocitosis dependiendo de la concentración de oxígeno presente en el torrente sanguíneo. [12] 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 causa una crisis vasooclusiva que se presenta en forma de dolor muscular y lesión a los tejidos. Algunos síntomas de la anemia de células falciformes incluyen fiebre, fatiga por anemia , hinchazón de manos y pies, accidente cerebrovascular e insuficiencia orgánica. [20] 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. [21]
Variantes de hemoglobina:
Subunidades de la proteína de hemoglobina (genes):
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )