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 glóbulos rojos . [1] La hemoglobina es una proteína que se une al oxígeno, que se encuentra en los eritrocitos y que transporta el oxígeno desde los pulmones a 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] Hemaglobina A2(HbA2) es una forma adulta menos común de hemoglobina y se compone de dos subunidades alfa y dos delta-globina. Esta hemoglobina constituye el 1-3% de la hemoglobina en adultos. [4]
Estructura y función
La hemoglobina A (HbA) es la forma adulta más común de hemoglobina y existe como un tetrámero que contiene dos subunidades alfa y dos subunidades beta (α2β2). [3] Cada subunidad contiene un grupo hemo al que pueden unirse las moléculas de oxígeno diatómico (O 2 ). [5] Además del oxígeno, se sabe que el ensamblaje de subunidades y la estructura cuaternaria desempeñan un papel importante 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 ión de hierro el que puede unir y desvincular el oxígeno para transportar oxígeno por todo el cuerpo. [2] Todas las subunidades deben estar presentes para que la hemoglobina recoja y libere oxígeno en condiciones normales. [6]
Síntesis
Síntesis de hemo
La síntesis de 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 ALA sintasa para producir ácido 5-aminolevulínico (ALA). El ALA luego se mueve al citosol y después de una serie de reacciones crea coproporfirina 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]
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 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 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]
Significación 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 involucra múltiples enzimas y cuando estas enzimas son deficientes o no funcionan adecuadamente pueden ocurrir consecuencias como mutaciones o deleciones en los 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 de cadena reducida en las células eritroides ( talasemia ) durante el proceso celular de la hematopoyesis . [8] Estas hemoglobinopatías a menudo se heredan como rasgos autosómicos recesivos . [9]
Alfa-talasemia
La alfa-talasemia (α-talasemia) se define por la falta de producción de la cadena de α-globina en la hemoglobina, y se considera que aquellos que portan una mutación que impacta la cadena de α-globina en un solo cromosoma 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 tropicales y subtropicales, donde los individuos portadores del gen constituyen el 80-90% de la población. [10] Como otros trastornos relacionados con la hemoglobina (células falciformes 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 les diagnostica si se detecta después de análisis hematológicos de rutina o antes de las pruebas de detección del nacimiento. [11] Los portadores del gen de la α-globina por lo general no tienen fatiga profunda o anemia porque tienen un aumento compensatorio en la cantidad de glóbulos rojos microcíticos . [9] [11] En contraste, los portadores de α-talasemia leve podrían tener síntomas de anemia debido a otros factores no relacionados específicamente con el trastorno: mala alimentación, disminución de los niveles de hemoglobina debido a la 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 que carece de genes funcionales de α-globina de ambos padres. [9] La Hb de 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. [12] Esto generalmente resulta en hidropesía fetal fatal y los síntomas asociados incluyen anemia intrauterina, enlentecimiento del crecimiento cerebral, edema , deformidades del esqueleto y deformidades cardiovasculares que podrían conducir a insuficiencia cardíaca . [13]
Beta-talasemia
La beta-talasemia (beta-talasemia) es una mutación hereditaria del gen de la beta-globulina que causa la síntesis reducida de la cadena de beta-globina de la hemoglobina. [14] La mayoría de las mutaciones son mutaciones puntuales que afectan la traducción , el control de la transcripción y el corte y empalme del gen y el producto génico de la hemoglobina β. [15] Se considera que los individuos con una mutación genética ( heterocigosidad ) tienen β-talasemia menor (portador o rasgo β-talasemia), mientras que aquellos que tienen dos mutaciones genéticas ( homocigosidad o heterocigosidad compuesta) se diagnostican con β-talasemia o intermedia. [14] [2] Debido a la falta de beta-globina , la acumulación de subunidades de alfa-globina y alfa tetrámeros comienzan a acumularse, lo que daña los eritrocitos. [2] Las personas de ascendencia asiática, del Medio Oriente y del Mediterráneo tienen una incidencia mucho más alta 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 con la talasemia en el gen de la beta-globina. [15] Las personas con β-talasemia mayor generalmente requieren atención médica durante los primeros 2 años de vida y requieren transfusiones de sangre regulares para sobrevivir. Los pacientes que presentan el trastorno posteriormente no suelen requerir transfusiones y se les diagnostica talasemia intermedia. [dieciséis]
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Enfermedad de célula falciforme
La hemoglobina falciforme (HbS) es la variante más común de hemoglobina y surge debido a una sustitución de aminoácidos en la subunidad de beta-globina en el sexto residuo del ácido glutámico a la valina . Hay 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 talasemia beta Hb S es la menos común y se presenta en pacientes que han heredado hemoglobina beta talasemia de uno de los padres 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 drepanocítica. 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 el 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 que llega al 25% y 60%, respectivamente. [19] Los individuos que tienen HbAS tienen alrededor de 40% de HbS, 56% de HBA y generalmente son asintomáticos a menos que haya una falta severa de oxígeno en el cuerpo (hipoxia) que puede conducir a síntomas de anemia de células falciformes. [12] Sin embargo, la HbAS no causa una crisis vasooclusiva, que se sabe que está asociada con la anemia de células falciformes. [17]
Los pacientes que son homocigotos para HbS tienen fibras de múltiples hebras que inducen un cambio en la forma de los glóbulos rojos de discos bicóncavos a semilunas alargadas. La reacción falciforme es reversible después de volver a oxigenar la hemoglobina, por lo tanto, los glóbulos rojos pueden pasar por ciclos de falciforme y desmenuzado 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, lo que disminuye o detiene el flujo de oxígeno a los tejidos cercanos. Esta disminución de oxígeno a los tejidos provoca una crisis vasooclusiva que se presenta en forma de dolor muscular y lesión de 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]
Ver también
Hemoglobina Variantes de hemoglobina:
Subunidades de proteína de hemoglobina (genes):
Referencias
enlaces externos
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