El rasgo de células falciformes describe una afección en la que una persona tiene un alelo anormal del gen de la hemoglobina beta (es heterocigota ), pero no presenta los síntomas graves de la enfermedad de células falciformes que se producen en una persona que tiene dos copias de ese alelo (es homocigota ). Las personas heterocigotas para el alelo de células falciformes producen hemoglobina normal y anormal (los dos alelos son codominantes con respecto a la concentración real de hemoglobina en las células circulantes).
La anemia falciforme es un trastorno sanguíneo en el que se produce una sustitución de un solo aminoácido en la proteína hemoglobina de los glóbulos rojos , lo que hace que estas células adopten una forma de hoz, especialmente cuando están sometidas a una baja tensión de oxígeno . La anemia falciforme y la anemia falciforme también confieren cierta resistencia a la parasitación de los glóbulos rojos por la malaria , de modo que los individuos con el rasgo de la anemia falciforme (heterocigotos) tienen una ventaja selectiva en entornos donde hay malaria.
El rasgo de células falciformes es un genotipo AS de la hemoglobina y generalmente se considera una afección benigna. [1] Sin embargo, las personas con rasgo de células falciformes pueden tener complicaciones poco frecuentes. Por ejemplo, en noviembre de 2010, el Dr. Jeffery K. Taubenberger de los Institutos Nacionales de Salud descubrió la prueba más temprana de la enfermedad de células falciformes mientras buscaba el virus de la gripe de 1918 durante la autopsia de un soldado afroamericano . Los resultados de la autopsia de Taubenberger mostraron que el soldado había tenido una crisis de células falciformes que contribuyó a su muerte a pesar de que solo tenía una copia del gen. [2] Se ha pedido que se reclasifique el rasgo de células falciformes como un estado patológico, en función de sus presentaciones clínicas malignas. [3] La importancia puede ser mayor durante el ejercicio. [4]
El rasgo de la anemia falciforme proporciona una ventaja de supervivencia contra la mortalidad por malaria en comparación con las personas con hemoglobina normal en regiones donde la malaria es endémica. Se sabe que el rasgo causa significativamente menos muertes debido a la malaria, especialmente cuando el organismo causal es Plasmodium falciparum . Este es un excelente ejemplo de selección natural , evidenciado por el hecho de que la distribución geográfica del gen de la hemoglobina S y la distribución de la malaria en África prácticamente se superponen. Debido a la ventaja de supervivencia única, las personas con el rasgo se vuelven cada vez más numerosas a medida que aumenta el número de personas infectadas con malaria. Por el contrario, las personas que tienen una hemoglobina normal tienen más probabilidades de sucumbir a las complicaciones de la malaria. [ cita requerida ]
La forma en que la anemia falciforme protege contra la malaria se atribuye a varias cosas diferentes. Una de las explicaciones más comunes es que la hemoglobina falciforme impide que el parásito plasmodium infecte los glóbulos rojos, lo que reduce la cantidad de parásitos de la malaria que infectan al huésped. Otro factor es la producción de la enzima hemooxigenasa-1 (HO-1), que está muy presente en la hemoglobina falciforme. Esta enzima produce monóxido de carbono, que se ha demostrado que protege contra la malaria cerebral. [5]
Se han notificado casos de tromboembolia venosa pulmonar en mujeres embarazadas con rasgo de células falciformes, [18] o en hombres durante vuelos aéreos prolongados, y accidentes cerebrovasculares leves y anomalías en las exploraciones PET en niños con el rasgo. [ cita requerida ]
El rasgo de células falciformes parece empeorar las complicaciones observadas en la diabetes mellitus tipo 2 ( retinopatía , nefropatía y proteinuria ) [19] y provocar nefropatía por coma diabético hiperosmolar , especialmente en pacientes varones.
Normalmente, una persona hereda dos copias del gen que produce beta-globina , una proteína necesaria para producir hemoglobina normal ( hemoglobina A , genotipo AA). Una persona con el rasgo de células falciformes hereda un alelo normal y un alelo anormal que codifica la hemoglobina S (genotipo de hemoglobina AS). [ cita requerida ]
El rasgo drepanocítico puede utilizarse para demostrar los conceptos de codominancia y dominancia incompleta. Un individuo con el rasgo drepanocítico muestra dominancia incompleta cuando se considera la forma del glóbulo rojo. Esto se debe a que la drepanocitosis ocurre solo a bajas concentraciones de oxígeno. Con respecto a la concentración real de hemoglobina en las células circulantes, los alelos demuestran codominancia ya que tanto las formas "normales" como las mutantes coexisten en el torrente sanguíneo. Por lo tanto, es una condición ambigua que muestra tanto dominancia incompleta como codominancia. [ cita requerida ]
A diferencia del rasgo drepanocítico, la enfermedad de células falciformes se transmite de manera recesiva. La anemia de células falciformes afecta a unas 72.000 personas en los Estados Unidos. La mayoría de los estadounidenses que padecen anemia de células falciformes son de ascendencia africana. La enfermedad también afecta a estadounidenses del Caribe , América Central y partes de América del Sur , Turquía , Grecia , Italia , Oriente Medio y la India oriental.
La enfermedad de células falciformes y el rasgo asociado son más frecuentes en África y América Central, lo que se atribuye a la selección natural: el rasgo de la enfermedad de células falciformes confiere una ventaja de supervivencia en áreas con una alta incidencia de malaria, que tiene una alta tasa de mortalidad entre los individuos sin el rasgo. [ cita requerida ]
También se han realizado estudios que muestran cambios en los genes de la globina. Se han observado cambios en la secuencia de la beta-globina, lo que se conoce como hemoglobina falciforme.
La importancia del rasgo drepanocítico es que no muestra ningún síntoma ni causa ninguna diferencia importante en el recuento de células sanguíneas. El rasgo confiere alrededor de un 30% de protección contra la malaria [ aclaración necesaria ] y su incidencia parece haber aumentado enormemente en África , India y Oriente Medio. Algunos hallazgos también muestran la reducción del rasgo drepanocítico en aquellos que retienen mucha más hemoglobina fetal de lo normal en la edad adulta. La hemoglobina fetal probablemente desempeña un papel en la prevención de la drepanocitosis. Se han observado niveles elevados de hemoglobina fetal en poblaciones donde la enfermedad de células falciformes es prevalente. [20] [5] [21]
El análisis de la secuencia del genoma completo ha identificado un único origen del rasgo falciforme, con un haplotipo ancestral de todas las variantes de la anemia falciforme. Se cree que este haplotipo se originó en el Sahara durante la fase húmeda del Holoceno hace unos 7.300 años. Las variantes de la anemia falciforme que descienden de este haplotipo ancestral comprenden cinco haplotipos que llevan el nombre de topónimos o grupos etnolingüísticos (las variantes árabe/india, Benín , Camerún , República Centroafricana / Bantú y Senegal ), y otra designación destinada a los haplotipos atípicos de la anemia falciforme. [22] [23] Su importancia clínica se debe a que algunos están asociados con niveles más altos de HbF (p. ej., las variantes de Senegal y Arabia Saudita-Asiática tienden a tener una enfermedad más leve). [24]
En algunos casos, los atletas con rasgo falciforme no alcanzan el mismo nivel de rendimiento que los atletas de élite con hemoglobina normal (AA). Los atletas con rasgo falciforme y sus instructores deben ser conscientes de los peligros de la enfermedad durante el esfuerzo anaeróbico, especialmente en condiciones de calor y deshidratación. [25] En casos raros, la deshidratación o el agotamiento inducidos por el ejercicio pueden hacer que los glóbulos rojos sanos adquieran forma falciforme, lo que puede causar la muerte durante las actividades deportivas. [26]
Aunque se necesita más investigación sobre el tema, la correlación encontrada entre individuos con rasgo de células falciformes y un mayor riesgo de muerte súbita parece estar relacionada con trastornos microcirculatorios, durante el ejercicio. [27] En los últimos años, la NCAA se ha asociado con el ACSM y emitió una declaración conjunta, advirtiendo a los atletas sobre la prevalencia y los posibles factores de riesgo del rasgo de células falciformes. [28] La NCAA también ha alentado recientemente a los atletas a tomar conciencia de su estado de rasgo de células falciformes, ya que el rasgo en sí no suele dar lugar a síntomas en condiciones normales, pero puede volverse peligroso durante la actividad física extrema similar al entrenamiento diario que realizan los atletas. [ cita requerida ]
La hemoglobina normal (y la hemoglobina S en presencia de oxígeno) contiene una característica de deformabilidad que permite a los eritrocitos abrirse paso a través de vasos más pequeños, incluidos los que participan en la microcirculación hacia los capilares dentro del tejido muscular, así como el suministro de sangre incrustado en los tejidos de los órganos. Cuando la hemoglobina S se ve privada de oxígeno, puede polimerizarse, que es lo que se propone que causa las células "falciformes". [27] Los eritrocitos falciformes presentan una deformabilidad reducida en comparación con los eritrocitos normales, lo que provoca problemas en la circulación hacia los vasos más pequeños involucrados en la microcirculación, particularmente, en este caso, los capilares incrustados en el tejido muscular. [ cita requerida ]
La distensión microvascular resultante en los capilares específicos del tejido muscular puede causar rabdomiólisis aguda y necrosis dentro de las células musculares. [28] [29] La inflamación y la fuga de material intracelular resultante de la necrosis de las células musculares libera una proteína particular, la mioglobina , en el torrente sanguíneo. Si bien es necesaria en el tejido muscular para unir el hierro y el oxígeno, la mioglobina que circula por el torrente sanguíneo puede descomponerse en compuestos más pequeños que dañan las células renales, lo que conduce a diversas complicaciones, como las que se observan en los atletas con rasgo de células falciformes durante altos niveles de esfuerzo físico. [30]
Debido a la relación entre la deformabilidad y las células falciformes, la deformabilidad se puede utilizar para evaluar la cantidad de células falciformes en la sangre. La deformabilidad de los eritrocitos que causan el malestar microcirculatorio se puede demostrar a través de varias otras características hemoreológicas. [27] Para determinar la deformabilidad de los eritrocitos se miden múltiples factores, entre ellos la viscosidad sanguínea y plasmática y el hematocrito (un cálculo del porcentaje de glóbulos rojos presentes en la sangre). [25] [27]
La alfa-talasemia , al igual que el rasgo drepanocítico, se hereda típicamente en áreas con mayor exposición a la malaria. Se manifiesta como una expresión reducida de las cadenas de alfa-globina, lo que causa un desequilibrio y un exceso de cadenas de beta-globina, y ocasionalmente puede provocar síntomas anémicos. La hemoglobina anormal puede hacer que el cuerpo destruya los glóbulos rojos, lo que básicamente causa anemia. [31]
Se ha demostrado que en individuos con rasgo de células falciformes entrenados en resistencia, la presencia de alfa-talasemia actúa de manera protectora contra el sufrimiento microvascular antes, durante y después del ejercicio. [27]
Debido a la alteración de la microcirculación, un signo o síntoma revelador de un posible colapso drepanocítico son los calambres. Específicamente en el caso de la anemia drepanocítica, los calambres se producen en las extremidades inferiores y la espalda en los atletas que realizan una actividad física o un esfuerzo intensos. [29] En comparación con los calambres por calor, los calambres por anemia drepanocítica son menos intensos en términos de dolor y tienen una debilidad y fatiga asociadas con ellos, a diferencia de los músculos fuertemente contraídos que se bloquean durante los calambres por calor. [ cita requerida ]
El colapso falciforme se produce lentamente, seguido de calambres, debilidad, dolores corporales generales y fatiga. [29] [30] Las personas con un estado conocido de rasgo falciforme positivo que experimenten debilidad muscular o fatiga significativa durante el ejercicio deben tomarse un tiempo adicional para recuperarse e hidratarse antes de volver a la actividad para prevenir más síntomas. [32] Otro efecto secundario o síntoma común es la depresión, especialmente si la enfermedad no se trata. [33] [ verificación fallida ]
Se puede prevenir un colapso tomando medidas para garantizar niveles suficientes de oxígeno en la sangre. Entre estas medidas preventivas se encuentran una hidratación adecuada [25] y una aclimatación gradual a condiciones como el calor, la humedad y la disminución de la presión atmosférica debido a la mayor altitud. [28] [29] [32] La progresión gradual de los niveles de esfuerzo también ayuda a los cuerpos de los atletas a adaptarse y compensar, ganando aptitud física lentamente en el transcurso de varias semanas. [28] [29] [34]