La hemoglobinopatía es el término médico para un grupo de trastornos y enfermedades de la sangre que afectan a los glóbulos rojos . [1]
Hemoglobinopatía | |
---|---|
Otros nombres | Hemoglobinopatías |
Especialidad | Hematología |
Puede ser un tipo de defecto genético que da como resultado una estructura anormal de una de las cadenas de globina de la molécula de hemoglobina . [2] Las hemoglobinopatías son trastornos hereditarios de un solo gen; en la mayoría de los casos, se heredan como rasgos codominantes autosómicos . [3] Las hemoglobinopatías comunes incluyen la anemia de células falciformes . Se estima que el 7% de la población mundial (420 millones) son portadores, siendo el 60% del total y el 70% patológico en África. Las hemoglobinopatías son más comunes en poblaciones de África, la cuenca mediterránea y el sudeste asiático.
Las hemoglobinopatías son simplemente anomalías estructurales en las propias proteínas de la globina. [4] Las talasemias , por el contrario, generalmente resultan en una subproducción de proteínas de globina normales , a menudo a través de mutaciones en genes reguladores. Sin embargo, las dos afecciones pueden superponerse, ya que algunas afecciones que causan anomalías en las proteínas de la globina (hemoglobinopatía) también afectan su producción (talasemia). Por tanto, algunas hemoglobinopatías también son talasemias, pero la mayoría no lo son.
Tanto la hemoglobinopatía como la talasemia, o ambas, pueden causar anemia . Algunas variantes de hemoglobina bien conocidas, como la anemia de células falciformes y la anemia diseritropoyética congénita, son responsables de enfermedades y se consideran hemoglobinopatías. Sin embargo, muchas variantes de hemoglobina no causan patología o anemia y, por lo tanto, a menudo no se clasifican como hemoglobinopatías porque no se consideran patologías. Las variantes de hemoglobina son parte del desarrollo embrionario y fetal normal , pero también pueden ser formas patológicas mutantes de hemoglobina en una población , causadas por variaciones en la genética. Otras variantes no causan patología detectable y, por lo tanto, se consideran variantes no patológicas. [5] [6]
Patrones de migración
Electroforesis alcalina
En general, en la electroforesis alcalina, en orden de movilidad creciente, se encuentran las hemoglobinas A2, E = O = C, G = D = S = Lepore, F, A, K, J, Bart's, N, I y H.
En general, se realiza una prueba de anemia falciforme (bisulfito de sodio) en hemoglobinas anormales que migran en la ubicación S para ver si los glóbulos rojos precipitan en solución.
Electroforesis ácida
En general, en la electroforesis ácida, en orden de movilidad creciente, se encuentran las hemoglobinas F, A = D = G = E = O = Lepore, S y C.
Así es como se aíslan e identifican las variantes anormales de hemoglobina utilizando estos dos métodos. Por ejemplo, un Hgb G-Philadelphia migraría con S en electroforesis alcalina y migraría con A en electroforesis ácida, respectivamente
uso de enfoque isoeléctrico para determinar diferencias cuantitativas en la síntesis de la cadena de globina y cromatografía líquida de alto rendimiento que separa las hemoglobinas en función de sus diversas afinidades por la columna
Clasificación de hemoglobinopatías
A) Cualitativo
Anormalidades estructurales
Variantes de Hb: las variantes estructurales de Hb son defectos cualitativos que provocan un cambio en la estructura (primaria, secundaria, terciaria y / o cuaternaria) de la molécula de Hb. La mayoría de las variantes de Hb no causan enfermedad y se descubren con mayor frecuencia de forma incidental o mediante exámenes de detección del recién nacido. Un subconjunto de variantes de Hb puede causar una enfermedad grave cuando se hereda en el estado homocigoto o heterocigoto compuesto en combinación con otra variante estructural o una mutación de talasemia. Cuando ocurren consecuencias clínicas, pueden incluir anemia por hemólisis o policitemia por alteraciones en la afinidad por el oxígeno de la Hb anormal. Entre los ejemplos habituales de variantes de hemoglobina asociadas con la hemólisis se incluyen la Hb falciforme (Hb S) y la Hb C. Las variantes de Hb se pueden detectar normalmente mediante métodos de ensayo basados en proteínas; sin embargo, pueden ser necesarios métodos basados en ADN para variantes con resultados ambiguos o inusuales del análisis de proteínas.
Las principales consecuencias funcionales de las variantes estructurales de la Hb se pueden clasificar de la siguiente manera:
- Cambio en las propiedades físicas (solubilidad): las mutaciones comunes de la beta globina pueden alterar la solubilidad de la molécula de Hb: la Hb S polimeriza cuando se desoxigena y la Hb C cristaliza. [7]
- Estabilidad reducida de la proteína (inestabilidad): las variantes de Hb inestable son mutaciones que hacen que la molécula de Hb se precipite, espontáneamente o por estrés oxidativo, lo que da como resultado anemia hemolítica. La Hb desnaturalizada precipitada puede adherirse a la capa interna de la membrana plasmática de los glóbulos rojos (RBC) y formar cuerpos de Heinz. [8]
- Cambio en la afinidad por el oxígeno: Las moléculas de Hb de alta o baja afinidad por el oxígeno tienen más probabilidades de lo normal de adoptar el estado relajado (R, oxi) o el estado tenso (T, desoxi), respectivamente. Las variantes de alta afinidad por el oxígeno (estado R) causan policitemia (p. Ej., Hb Chesapeake, Hb Montefiore). Las variantes de baja afinidad por el oxígeno pueden causar cianosis (p. Ej., Hb Kansas, Hb Beth Israel). [9]
- Oxidación del hierro hemo: las mutaciones del sitio de unión del hemo, en particular las que afectan a los residuos de histidina proximales o distales conservados, pueden producir hemoglobina M, en la que el átomo de hierro del hemo se oxida del estado ferroso (Fe2 +) al estado férrico (Fe3 +). ), con metahemoglobinemia resultante. [10]
Cadenas de globina: muchas de las hemoglobinopatías clínicamente importantes son causadas por mutaciones sin sentido en la secuencia codificante de un gen de globina (sustituciones de un solo nucleótido que alteran la secuencia de aminoácidos de la proteína resultante).
- una hemoglobinopatía hereditaria común causada por una mutación puntual en la β-globina que promueve la polimerización de la hemoglobina desoxigenada, lo que produce distorsión de los glóbulos rojos, anemia hemolítica, obstrucción microvascular y daño tisular isquémico.
Haeme
2. Hb inestable:
- Metahemoglobinemia :
- una condición causada por niveles elevados de metahemoglobina en la sangre. La metahemoglobina es una forma de Hb que contiene la forma férrica [Fe 3+ ] de hierro. La afinidad por el oxígeno del hierro férrico se ve afectada. La unión del oxígeno a la metahemoglobina da como resultado una mayor afinidad por el oxígeno en los sitios hem restantes que están en estado ferroso dentro de la misma unidad de hemoglobina tetramérica.
B) Cuantitativo
Anormalidades en la cantidad
La variación del número de copias (p. Ej., Deleción, duplicación, inserción) también es una causa genética común de los trastornos de la Hb, y también pueden ocurrir reordenamientos complejos y fusiones de genes de globina.
- Talasemias : Las talasemias son defectos cuantitativos que conducen a niveles reducidos de un tipo de cadena de globina, creando un desequilibrio en la proporción de cadenas de tipo alfa y cadenas de tipo beta. Como se señaló anteriormente, esta relación normalmente está estrictamente regulada para evitar que se acumule el exceso de cadenas de globina de un tipo. Las cadenas en exceso que no se incorporan a la Hb forman agregados no funcionales que precipitan dentro de los glóbulos rojos. Esto puede provocar una destrucción prematura de los glóbulos rojos en la médula ósea (beta talasemia) y / o en la sangre periférica (alfa talasemia). Tipos:
- Alfa
- Beta (mayor)
- Beta (menor)
Variantes de hemoglobina
Las variantes de hemoglobina no son necesariamente patológicas. Por ejemplo, la hemoglobina Valletta y la hemoglobina Marsella son dos variantes de hemoglobina que no son patológicas.
Evolución
Algunas hemoglobinopatías (y también enfermedades relacionadas como la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa ) parecen haber proporcionado un beneficio evolutivo, especialmente a los heterocigotos , en áreas donde la malaria es endémica. Los parásitos de la malaria viven dentro de los glóbulos rojos, pero alteran sutilmente la función celular normal. En pacientes predispuestos a una rápida eliminación de los glóbulos rojos, esto puede conducir a la destrucción temprana de las células infectadas con el parásito y a una mayor probabilidad de supervivencia del portador del rasgo.
Funciones de la hemoglobina :
- Transporte de oxígeno desde los pulmones a los tejidos: Esto se debe a la peculiar cooperación de las cadenas de globina que permite a la molécula absorber más oxígeno donde hay un aumento de oxígeno y liberar oxígeno en concentraciones bajas de oxígeno.
- Transporte de dióxido de carbono desde los tejidos a los pulmones: el producto final del metabolismo tisular es ácido, lo que aumenta los iones de hidrógeno en solución. Los iones de hidrógeno se combinan con bicarbonatos para producir agua y dióxido de carbono. El dióxido de carbono es absorbido por la hemoglobina para favorecer esta reacción reversible.
- Transporte de óxido nítrico : El óxido nítrico es un vasodilatador. Esto ayuda a regular la reacción vascular en momentos de estrés como se experimenta durante la inflamación.
La patología y las anomalías estructurales orgánicas pueden conducir a cualquiera de los siguientes procesos patológicos:
- Anemia debido a la reducción de la vida útil de los glóbulos rojos de producción reducida de las células, por ejemplo, hemoglobina S, C y E.
- Mayor afinidad por el oxígeno: los glóbulos rojos no liberan su contenido de oxígeno fácilmente en condiciones de hipoxia. Por lo tanto, la médula ósea necesita producir más glóbulos rojos y hay policitemia.
- Hemoglobinas inestables: los glóbulos rojos se destruyen fácilmente bajo estrés y se produce hemólisis con posible ictericia.
- Metahemoglobinemia : el hierro en la porción hemo de la hemoglobina se oxida fácilmente y esto reduce la capacidad de la hemoglobina para unirse al oxígeno. Se forma más hemoglobina desoxigenada y la sangre se vuelve cianótica .
Biología de la hemoglobina
Hemoglobinas normales: las Hbs humanas son proteínas tetraméricas compuestas por dos pares de cadenas de globina, cada una de las cuales contiene una cadena de tipo alfa (tipo α) y una cadena de tipo beta (tipo β). Cada cadena de globina está asociada con un resto hemo que contiene hierro. A lo largo de la vida, la síntesis de las cadenas de tipo alfa y beta (también llamadas no similares a alfa) se equilibra de modo que su proporción sea relativamente constante y no haya exceso de ninguno de los dos tipos. [14]
Las cadenas específicas de tipo alfa y beta que se incorporan a la Hb están altamente reguladas durante el desarrollo:
- Las Hbs embrionarias se expresan desde las cuatro a seis semanas de embriogénesis y desaparecen alrededor de la octava semana de gestación cuando son reemplazadas por Hb fetal. [15] [16] Las Hbs embrionarias incluyen:
- Hb Gower-1, compuesta por dos ζ globinas (zeta globinas) y dos ε globinas (épsilon globinas) (ζ2ε2)
- Hb Gower-2, compuesta por dos alfa globinas y dos épsilon globinas (α2ε2)
- Hb Portland, compuesta por dos globinas zeta y dos globinas gamma (ζ2γ2)
- La Hb fetal (Hb F) se produce aproximadamente a partir de las ocho semanas de gestación hasta el nacimiento y constituye aproximadamente el 80 por ciento de la Hb en el recién nacido a término. Disminuye durante los primeros meses de vida y, en el estado normal, constituye <1 por ciento de la Hb total en la primera infancia. La Hb F está compuesta por dos alfa globinas y dos gamma globinas (α2γ2).
- La Hb adulta ( Hb A ) es la Hb predominante en los niños a partir de los seis meses de edad; constituye el 96-97% de la Hb total en individuos sin hemoglobinopatía. Está compuesto por dos alfa globinas y dos beta globinas (α2β2).
- La Hb A2 es una Hb adulta menor que normalmente representa aproximadamente el 2,5-3,5% de la Hb total a partir de los seis meses de edad. Está compuesto por dos alfa globinas y dos delta globinas (α2δ2).
Referencias
- ↑ CDC (8 de febrero de 2019). "Investigación de hemoglobinopatías" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . Consultado el 5 de mayo de 2019 .
- ^ " hemoglobinopatía " en el Diccionario médico de Dorland
- ^ Weatherall DJ, Clegg JB. Trastornos hereditarios de la hemoglobina: un problema de salud mundial en aumento. Bull World Health Organ. 2001; 79 (8): 704-712.
- ^ "Hemoglobinopatías y talasemia" . medicalassistantonlineprograms.org/ .
- ^ "Variantes de hemoglobina" . Pruebas de laboratorio en línea . Asociación Americana de Química Clínica. 2007-11-10 . Consultado el 12 de octubre de 2008 .
- ^ Huisman THJ (1996). "Un plan de estudios de variantes de la hemoglobina humana" . Servidor de genes Globin . Universidad Estatal de Pensilvania . Consultado el 12 de octubre de 2008 .
- ^ Eaton, William A .; Hofrichter, James (1990). "Polimerización de la hemoglobina de células falciformes". Avances en la química de proteínas . 40 : 63-279. doi : 10.1016 / S0065-3233 (08) 60287-9 . ISBN 9780120342402. PMID 2195851 .
- ^ Srivastava P, Kaeda J, Roper D, Vulliamy T, Buckley M, Luzzatto L. Anemia hemolítica severa asociada con el estado homocigoto para una variante de hemoglobina inestable (Hb Bushwick). Sangre. 1995Sep1; 86 (5): 1977–82.
- ^ Percy MJ, Butt NN, Crotty GM, Drummond MW, Harrison C, Jones GL, et al. Identificación de variantes de hemoglobina de alta afinidad por oxígeno en la investigación de pacientes con eritrocitosis. Haematologica. 2009Sep1; 94 (9): 1321–2.
- ^ Percy MJ, Butt NN, Crotty GM, Drummond MW, Harrison C, Jones GL, et al. Identificación de variantes de hemoglobina de alta afinidad por oxígeno en la investigación de pacientes con eritrocitosis. Haematologica. 2009Sep1; 94 (9): 1321–2.
- ^ Wilcox I, Boettger K, Greene L, Malek A, Davis L, Steinberg MH, Luo HY, Chui DH (enero de 2009). "Hemoglobina Kenia compuesta de cadenas de globina de fusión alfa y ((A) gammabeta), asociada con la persistencia hereditaria de la hemoglobina fetal". Revista estadounidense de hematología . 84 (1): 55–8. doi : 10.1002 / ajh.21308 . PMID 19006227 .
- ^ Joseph Bonavetura y Austin Riggs, marzo de 1968, "Hemoglobina Kansas, una hemoglobina humana con una sustitución de aminoácidos neutrales y un equilibrio de oxígeno anormal", The Journal of Biological Chemistry , vol. 243, No. 5, Edición del 10 de marzo, páginas 980-991.
- ^ "rs33948057" . dbSNP . Centro Nacional de Información Biotecnológica . Consultado el 7 de febrero de 2014 .
- ^ Weatherall DJ. La nueva genética y práctica clínica, Oxford University Press, Oxford 1991.
- ^ Huisman TH. La estructura y función de las hemoglobinas normales y anormales. En: Hematología clínica de Bailliere, Higgs DR, Weatherall DJ (Eds), WB Saunders, Londres 1993. p.1.
- ^ Natarajan K, Townes TM, Kutlar A. Trastornos de la estructura de la hemoglobina: anemia de células falciformes y anomalías relacionadas. En: Williams Hematology, 8ª ed., Kaushansky K, Lichtman MA, Beutler E, et al. (Eds), McGraw-Hill, 2010. p.ch 48.
enlaces externos
Clasificación | D
|
---|---|
Recursos externos |
|