Hemoglobina

Hemoglobina o hemoglobina ( diferencias ortográficas ) (de la palabra griega αἷμα, haîma 'sangre' + latín globus 'bola, esfera' + -in ) ( / ˌ h iː m ə ˈ ɡ l oʊ b ɪ n , ˈ h ɛ m oʊ ˌ -/ [1] [2] ), abreviado Hb o Hgb , es la metaloproteína transportadora de oxígeno que contiene hierro en elglóbulos rojos (eritrocitos) de casi todos los vertebrados [3] (con la excepción de la familia de peces Channichthyidae [4] ), así como los tejidos de algunos invertebrados . La hemoglobina en la sangre transporta el oxígeno desde los pulmones o las branquias al resto del cuerpo (es decir, a los tejidos). Allí libera el oxígeno para permitir que la respiración aeróbica proporcione energía para impulsar las funciones del organismo en el proceso llamado metabolismo . Un individuo sano tiene de 12 a 20 gramos de hemoglobina por cada 100 ml de sangre.

En los mamíferos , la proteína constituye alrededor del 96 % del contenido seco de los glóbulos rojos (en peso) y alrededor del 35 % del contenido total (incluida el agua). [5] La hemoglobina tiene una capacidad de unión al oxígeno de 1,34 ml de O 2 por gramo, [6] lo que aumenta setenta veces la capacidad total de oxígeno en la sangre en comparación con el oxígeno disuelto en la sangre. La molécula de hemoglobina de los mamíferos puede unirse (transportar) hasta cuatro moléculas de oxígeno. [7]

La hemoglobina participa en el transporte de otros gases: transporta parte del dióxido de carbono respiratorio del cuerpo (alrededor del 20-25 % del total [8] ) como carbaminohemoglobina , en la que el CO 2 se une a la proteína hemo . La molécula también lleva la importante molécula reguladora de óxido nítrico unida a un grupo tiol de la proteína globina , liberándola al mismo tiempo que el oxígeno. [9]

La hemoglobina también se encuentra fuera de los glóbulos rojos y sus líneas progenitoras. Otras células que contienen hemoglobina incluyen las neuronas dopaminérgicas A9 en la sustancia negra , macrófagos , células alveolares , pulmones, epitelio pigmentario de la retina, hepatocitos, células mesangiales en el riñón, células endometriales, células cervicales y células epiteliales vaginales. [10] En estos tejidos, la hemoglobina tiene una función de no transporte de oxígeno como antioxidante y regulador del metabolismo del hierro . [11] El exceso de glucosa en la sangre puede unirse a la hemoglobina y elevar el nivel de hemoglobina A1c. [12]

La hemoglobina y las moléculas similares a la hemoglobina también se encuentran en muchos invertebrados, hongos y plantas. [13] En estos organismos, las hemoglobinas pueden transportar oxígeno o pueden actuar para transportar y regular otras moléculas pequeñas e iones como el dióxido de carbono, el óxido nítrico, el sulfuro de hidrógeno y el sulfuro. Una variante de la molécula, llamada leghemoglobina , se usa para eliminar el oxígeno de los sistemas anaeróbicos , como los nódulos de fijación de nitrógeno de las plantas leguminosas , para que el oxígeno no envenene (desactive) el sistema.

La hemoglobinemia es una condición médica en la que hay un exceso de hemoglobina en el plasma sanguíneo . Este es un efecto de la hemólisis intravascular , en la que la hemoglobina se separa de los glóbulos rojos , una forma de anemia .

Max Perutz ganó el Premio Nobel de química por su trabajo determinando la estructura molecular de la hemoglobina y la mioglobina [14]
Alineación de proteínas de proteínas de hemoglobina humana, subunidades alfa, beta y delta respectivamente. Las alineaciones se crearon utilizando la herramienta de alineación de UniProt disponible en línea.
grupo hemo b
Un modelo visual esquemático del proceso de unión de oxígeno, que muestra los cuatro monómeros y hemos , y las cadenas de proteínas solo como espirales esquemáticas, para facilitar la visualización en la molécula. El oxígeno no se muestra en este modelo, pero, para cada uno de los átomos de hierro , se une al hierro (esfera roja) en el hemo plano . Por ejemplo, en la parte superior izquierda de los cuatro hemos que se muestran, el oxígeno se une a la izquierda del átomo de hierro que se muestra en la parte superior izquierda del diagrama. Esto hace que el átomo de hierro retroceda hacia el hemo que lo contiene (en esta ilustración, el hierro se mueve hacia arriba cuando se une al oxígeno), tirando de la histidina .residuo (modelado como un pentágono rojo a la derecha de la plancha) más cerca, como lo hace. Esto, a su vez, tira de la cadena de proteína que contiene la histidina .
La forma sigmoidal de la curva de disociación de oxígeno de la hemoglobina resulta de la unión cooperativa del oxígeno a la hemoglobina.
Expresión génica de la hemoglobina antes y después del nacimiento. También identifica los tipos de células y órganos en los que se produce la expresión génica (datos sobre Wood WG , (1976). Br. Med. Bull. 32, 282. )
Una medición de la concentración de hemoglobina que se administra antes de una donación de sangre en el Centro de Donación de Sangre de la Cruz Roja Americana de Boston.
El gusano tubular gigante Riftia pachyptila mostrando penachos rojos que contienen hemoglobina
Corazón de acero (Hemoglobina) (2005) de Julian Voss-Andreae . Las imágenes muestran la escultura de 1,50 m (5 pies) de altura justo después de la instalación, después de 10 días y después de varios meses de exposición a los elementos.