BIOQUIMICA

HEMOGLOBINA

¿QUÉ ES?

La hemoglobina (Hb) es una proteína contenida en los eritrocitos (constituye, aproximadamente, el 90% de su peso) igualmente es la que da el color rojo característico.

ESTRUCTURALa hemoglobina (Hb o HGB) es un cromoproteido constituido por dos porciones:Un grupo prostético (no proteico) que recibe generalmente el nombre de hem o hemo, y que proporciona a la sangre su color rojo característico.Un grupo proteico, llamado globina.

El hem consta, a su vez, de cuatro ferroporfirinas idénticas. Cada una de ellas está compuesta por:

• Una protoporfirina IX.

• Un átomo de hierro en estado ferroso (Fe++).

La protoporfirina IX está conformada por cuatro pirroles; el átomo de hierro está situado en el centro de estos y se une a cada uno de ellos a través del átomo del N que estos poseen.La globina consta de cuatro cadenas polipeptidicas, iguales 2 a 2, y constituidas cada una por algo más de 140 aminoácidos.

Cada cadena polipeptidicas de la globina se encaja, a través de un aminoácido histidina, al átomo de Fe de su ferroporfirina correspondiente.

Hay varias clases de cadenas de globina, que son las siguientes:• Cadena alfa (α)• Cadena beta (β)• Cadena gamma (γ)• Cadena delta (δ)• Cadena épsilon (ε)Algunas cadenas gamma, tienen un aminoácido glicina en su posición 136, se llaman Gγ, y las que poseen un aminoácido alanina se denominan Aγ.

SINTESISEl 90% del peso seco del eritrocito es HbLas síntesis de Hb empieza a producirse, de una forma apreciable, en el eritroblasto policromatófilo y alcanza un nivel máximo en el reticulocito.La protoporfirina IX se forma en las mitocondrias. Sus síntesis comienza con la condensación de glicina y succinilcoezima A, en presencia de fosfato poritoxal (vitamina B6)Y bajo la acción de la enzima ALA-sitetasa, para forman el acido δ-aminolevulimico (ALA).

Seguidamente se producen la condensación de dos moléculas de ALA, bajo la acción catalítica de la enzima ALA-deshidrasa, para formar un monopirrol llamado porfobilinógeno.Finalmente, la unión de cuatro moleculas de porfobilinógeno da lugar a la protoporfirina IX. El Fe se inserta en la molécula de protoporfirina IX mediante una enzima mitocondrial, denominada ferroquelatasa, y se termina la síntesis del HEM.

Por otra parte mientras que la síntesis de las cadenas α esta codificada en el cromosoma 16, la de la cadenas γ, β y δ están muy próximos entre si y se constituyen una unidad funcional llamada cistron.

Todas las cadenas de globina se forman en los ribosomas.El aumento de la concentración de el grupo HEM inhibe ALA-sintetasa y estimula la síntesis de globina.

TIPOSSe distinguen distintos tipos de Hb atendiendo a las cadenas globinicas que poseen. Los principales son:• Hemoglobina A: Consta de dos cadenas

α y dos β. Es la mayoritaria en el adulto, ya que constituye, el 97% de la Hb total.

• Hemoglobina A₂ (Hb A₂): Consta de dos cadenas α y dos δ. En el adulto, constituye 2.5% de la Hb total.

• Hemoglobina fetal (Hb F): Consta de dos cadenas α y dos γ. Es la mas abundante desde el cuarto mes del embarazo hasta los seis meses de edad. Un pequeño porcentaje, también puede encontrarse en la sangre del adulto.

• Hemoglobina Portland: Consta de dos cadenas δ y dos de γ.

• Hemoglobina Gower I (Hb G I): Consta de dos cadenas δ y dos de ε.

• Hemoglobina Gower II (Hb G II): Consta de dos cadenas α y dos ε. Junto con las Hbs Portland y G I, son las mayoritarias en el embrión.

FUNCIONESLa principal función de la Hb consiste en transportar en O₂ desde los alveolos pulmonares hasta los tejidos.Si la Hb esta encargada de el O₂ se llama oxihemoglobina (Hb-O₂), y si esta libre de el, coma se denomina desoxihemoglobina o Hb reducida (Hb-red).La Hb- O₂ predomina en la sangre arterial y la Hb-red en la sangre venosa.Cada molécula de Hb puede transportar hasta cuatro moleculas de O₂ (Hb saturada).

El grado de su saturación de la Hb depende la concentración o presión parcial de O₂ en el medio (PO₂). Así pues, si la PO₂ del medio es elevada (como sucede en los alveolos) las moleculas de Hb se saturan.El valor de la PO₂ que corresponde a una saturación de la Hb de un 50% se llama P₅₀ y sirve para evaluar la capacidad funcional de la Hb.

En condiciones normales la afinidad de la Hb por el O₂ es baja, hay factores que pueden disminuirla aun mas. Entre ellos destacan:• La elevación de la temperatura.• La disminución de pH del medio (efecto Borh).• El ascenso de la concentración del CO₂ en el

medio.• La presencia en el medio de un metabolito de la

glucolisis llamado 2.3 bifosfoglicerato (2.3 BPG).Este último, por ejemplo, cuando aumenta en la sangre hace que descienda la afinidad de la Hb por el O₂ lo que favorece la liberación de este a los tejidos y, por tanto, la oxigenación de los mismos.

La representación grafica de la saturación de la Hb en función de la PO₂ tiene un aspecto sigmoide y se conoce como curva de disociación de la HB-O₂.La Hb F tiene mas afinidad por el O₂ que la Hb A, lo que explica la captación por el feto, del O₂ presente el la Hb materna. El O₂ se une al hierro ferroso o reducido (Fe++) y es incapaz de fijarse al hierro férrico u oxidado (Fe+++). La Hb que contiene Fe+++ se denomina metahemoglobina .

La diaforasa o NADH-metahemoglobin-reductasa es una enzima que mantiene al Fe en estado reducido. Debido a ello, en condiciones normales, solo el 1% de la Hb es metahemoglobina. En condiciones patológicas (por ejemplo, en intoxicaciones por anilina o nitrobenzol), si la metahemoglobina aumenta por encima del 10% de la Hb total, aparece una coloración azulada de la piel (cianosis).

La Hb también contribuye al transporte del CO₂ desde los tejidos hasta los alveolos pulmonares. La Hb que está cargada de CO₂ se llama carbaminohemoglobina y confiere a la sangre un color algo oscuro que el normal.Sin embargo, la mayor parte del CO₂ es transportado en el plasma en forma de bicarbonato.El trasporte del CO₂ por la Hb o en el plasma, contribuye a la regulación del pH sanguíneo.En circunstancias patológicas, la Hb puede transportar cantidades considerables de otros gases el monóxido de carbono (CO).

En este último caso, la Hb se llama carboxihemoglobina y se une al CO mucho mas fuertemente que al O₂. Curiosamente, aunque la intoxicación por CO puede conducir a la muerte, este gas confiere a la sangre, y por consiguiente a la piel, un color rojo cereza que choca con el estado de asfixia que origina.

CATABOLISMOTras la destrucción de los eritrocitos por los macrófagos, la Hb que contienes es catabolizada de la siguiente manera:La globina se desdobla en aminoácidos que, en primer lugar, van a formar parte de la reserva de aminoácidos del organismo y, posteriormente, son reutilizados.

El Fe se almacena, de la forma temporal, a nivel de los macrófagos, como ferritina, y seguidamente es captada por la transferrina plasmática y transportado a la M.O. para su reutilización.La protoporfirina IX se transforma, tras varios pasos sucesivos, en bilirrubina, que pasa al plasma y es captada por el hígado, que la conjuga con acido glucuronico y la elimina, a través de la bilis, hacia la luz intestinal.