La hemozoína es un producto de eliminación formado a partir de la digestión de la sangre por algunos parásitos que se alimentan de sangre . Estos organismos hematófagos , como los parásitos de la malaria ( Plasmodium spp. ), Rhodnius y Schistosoma, digieren la hemoglobina y liberan grandes cantidades de hemo libre , que es el componente no proteico de la hemoglobina . El hemo es un grupo protésico que consta de un átomo de hierro contenido en el centro de una porfirina heterocíclica. anillo. El hemo libre es tóxico para las células, por lo que los parásitos lo convierten en una forma cristalina insoluble llamada hemozoína. En los parásitos de la malaria, la hemozoína a menudo se denomina pigmento de la malaria .
Dado que la formación de hemozoína es esencial para la supervivencia de estos parásitos, es un objetivo atractivo para el desarrollo de medicamentos y se ha estudiado mucho en Plasmodium como una forma de encontrar medicamentos para tratar la malaria ( talón de Aquiles de la malaria ). Se cree que varios fármacos antipalúdicos utilizados actualmente , como la cloroquina y la mefloquina , matan a los parásitos de la malaria al inhibir la biocristalización de la hemozoína .
El pigmento negro-marrón fue observado por Johann Heinrich Meckel [1] en 1847, en la sangre y el bazo de una persona que sufría de locura. [2] Sin embargo, no fue hasta 1849 que la presencia de este pigmento se relacionó con la infección por malaria. [3] Inicialmente, se pensó que este pigmento era producido por el cuerpo en respuesta a una infección, pero Charles Louis Alphonse Laveran se dio cuenta en 1880 de que el "pigmento de la malaria" es, en cambio, producido por los parásitos, ya que se multiplicaban dentro de la sangre roja. celular . [4] Ronald Ross utilizó el vínculo entre el pigmento y los parásitos de la malaria para identificar las etapas del Plasmodium.ciclo de vida que ocurre dentro del mosquito, ya que, aunque estas formas del parásito son diferentes en apariencia a las etapas sanguíneas, aún contienen trazas de pigmento.
Más tarde, en 1891, T. Carbone y WH Brown (1911) publicaron artículos que vinculaban la degradación de la hemoglobina con la producción de pigmentos, describiendo el pigmento de la malaria como una forma de hematina y refutando la idea ampliamente difundida de que está relacionada con la melanina . Brown observó que todas las melaninas se decoloran rápidamente con permanganato de potasio, mientras que con este reactivo el pigmento de la malaria no manifiesta el menor signo de una verdadera reacción de blanqueo. [5] [6] El nombre "hemozoína" fue propuesto por Louis Westenra Sambon . [7] En la década de 1930, varios autores identificaron la hemozoína como una forma cristalina pura de α-hematina y demostraron que la sustancia no contenía proteínas dentro de los cristales, [4]pero no se dio ninguna explicación de las diferencias de solubilidad entre el pigmento de la malaria y los cristales de α-hematina.
Durante su ciclo de reproducción asexual intraeritrocítica, Plasmodium falciparum consume hasta el 80% de la hemoglobina de la célula huésped . [8] [9] La digestión de la hemoglobina libera α-hematina monomérica ( ferriprotoporfirina IX). Este compuesto es tóxico, ya que es un prooxidante y cataliza la producción de especies reactivas de oxígeno . Se cree que el estrés oxidativo se genera durante la conversión de hemo (ferroprotoporfirina) en hematina (ferriprotoporfirina). La hematina libre también puede unirse y alterar las membranas celulares , dañando las estructuras celulares y provocando la lisis del eritrocito del huésped. [10]La reactividad única de esta molécula se ha demostrado en varias condiciones experimentales in vitro e in vivo . [11]
El parásito de la malaria, por lo tanto, desintoxica la hematina, lo que hace por biocristalización , convirtiéndola en cristales de β-hematina insolubles y químicamente inertes (llamados hemozoína). [13] [14] [15] En Plasmodium, la vacuola de los alimentos se llena de cristales de hemozoína, que miden entre 100 y 200 nanómetros de largo y cada uno contiene aproximadamente 80 000 moléculas de hemo. [4] La desintoxicación a través de la biocristalización es distinta del proceso de desintoxicación en los mamíferos, donde una enzima llamada hemo oxigenasa rompe el exceso de hemo en biliverdina , hierro y monóxido de carbono .[dieciséis]