GUIA PARA EL SEMINARIO INVESTIGATIVO. HEMOGLOBINA Y HEMATOCRITO

GUIA PARA EL SEMINARIO INVESTIGATIVO

1.                           Definición de la hemoglobina

La hemoglobina son proteínas globulares, es decir que su cadena polipeptídica se encuentra enrollada sobre sí misma dándole su característica forma esférica, estas se encuentran presentes en altas cantidades en los hematíes o como también se les conoce: glóbulos rojos o eritrocitos, los cuales por medio de la hemoglobina transportan o fijan el dioxígeno (comúnmente llamado oxígeno), O2, desde los órganos respiratorios (ósea los pulmones) hasta los tejidos y células del organismo, posteriormente recogen el dióxido de carbono, CO2, desde los tejidos y células para liberarlo por medio de los pulmones. Aparte de esto también transportan y liberan óxido nítrico (NO) en los vasos sanguíneos de los tejidos.

Datos curiosos: la hemoglobina posee una masa molecular de 64 000 g/mol (64 kDa).

Thomas M. Delvin.  Carol N. Angstadt, Ph.D . William Awad, JR., M.D., Ph.D. Diana S. Beattie, Ph.D. Stephen G. Chaney, Ph.D. Michael N. Liebman, Ph.D.  Gerald Litwack, Ph.D. Marguerite W. Coomes, Ph.D. Joseph G. Cory, Ph.D. David W. Crabb, M.D. Thomas M. Devlin, Ph.D.  Bettie Sue Siler Masters, Ph.D. (1989). Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. (4ª ed.). (pp. 393-394). © EDITORIAL REVERTÉ, S. A., 2004, 2008, 2015.

1.1        Estructura de la hemoglobina

La forma principal de hemoglobina humana adulta, HbA1 es un tetrámero formado por la unión de cuatro cadenas polipeptídicas, dos de tipo α-globina de 141 aminoácidos (aa) y dos de tipo β-globina de 146 aa. Cada una de las globinas contiene un grupo prostético denominado grupo hemo (hem), conformado por un átomo de hierro ferroso que transporta el oxígeno y un anillo de porfirina (de hecho los glóbulos rojos adquieren dicho color característico por la presencia del hierro que cuando capta el oxígeno, esta se oxida otorgando el color rojo)

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Durante la eritropoyesis (ósea el proceso de producción de glóbulos rojos) es fundamental que las cadenas α-globinas, β-globinas y el grupo hemo estén en proporciones estequiométricas 2:2:4 para el correcto ensamblaje de la hemoglobina, ya que el desequilibrio entre estos tres componentes puede ser perjudicial; el exceso de cada componente es citotóxico para los eritrocitos y sus precursores.

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Además, también podemos encontrar distintas composiciones de la hemoglobina durante el desarrollo del feto hasta culminar en la que ya mencionamos anteriormente (la hemoglobina humana adulta (HbA). En el caso de los fetos (HbF) la hemoglobina contiene las dos cadenas α-globinas normales iguales, pero la HbF difiere de la HbA en sus dos últimas cadenas las cuales no son β-globinas, sino que presenta la cadena “Y” que se encuentra en la molécula tetramérica. Mientras que en la fase embrionaria las cadenas α son reemplazadas por cadenas Zeta las cuales presentan una secuencia de aminoácidos totalmente distinta a la adulta, y también presenta cadenas “E” que en este caso reemplazan a las β.

Por último, una gran minoría de adultos cerca del 2% (HbA2) poseen sus dos cadenas normales α, pero en sus dos últimas cadenas en vez de ser β, son cadenas designadas como delta (δ).

http://www.scielo.org.co/pdf/cm/v36n3/v36n3a12.pdf

https://docs.moodle.org/all/es/images_es/5/5b/Hemoglobina.pdf

1.2        Cambios en la producción de las cadenas de globina durante el desarrollo

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1.3        Funciones

La hemoglobina es el componente más importante de los glóbulos rojos, estas tienen como función principal la fijación del oxígeno, para ser intercambiado en los pulmones por dióxido de carbono.

La supervivencia de las células depende de la capacidad de la hemoglobina transportar O2 el cual está destinado al metabolismo celular, y también facilita el transporte del producto final del metabolismo celular, el dióxido de carbono hacia los pulmones. Por otra parte, la hemoglobina también fija el vasodilatador NO y lo libera en la pared de los capilares sanguíneos de los tejidos. El equilibrio conformacional entre T y R de la molécula de hemoglobina controla la liberación de O2, CO2 y NO por la hemoglobina en sus sitios de descarga adecuados. Además, el equilibrio T (fleca de equilibrio) R está regulado por la concentración del ion hidrógeno, que liga la descarga de O2 y de NO en los tejidos y el transporte de CO2 lejos de los tejidos por la hemoglobina.

Además de su más conocida función y mencionada anteriormente, la hemoglobina (Hb) también cumple la función de tampón (amortiguador o buffer) fisiológico muy eficiente, ya que tanto el cambio de pH que experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran abundancia de esta proteína en la sangre (15% del volumen total sanguíneo), permite el transporte de una determinada cantidad de dióxido de carbono (CO2) liberada en los tejidos. La hemoglobina (Hb) oxigenada que llega a los tejidos se disocia liberando Oxígeno (O2), un proceso que se ve favorecido por el estado de los tejidos, al bajar la proporción de Oxígeno (O2), menor será el pH y mayor proporción de dióxido de carbono (CO2).

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Thomas M. Delvin.  Carol N. Angstadt, Ph.D . William Awad, JR., M.D., Ph.D. Diana S. Beattie, Ph.D. Stephen G. Chaney, Ph.D. Michael N. Liebman, Ph.D.  Gerald Litwack, Ph.D. Marguerite W. Coomes, Ph.D. Joseph G. Cory, Ph.D. David W. Crabb, M.D. Thomas M. Devlin, Ph.D.  Bettie Sue Siler Masters, Ph.D. (1989). Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. (4ª ed.). (pp. 393-394). © EDITORIAL REVERTÉ, S. A., 2004, 2008, 2015.

1.4        propiedades fisicoquímicas

•  Al ser la hemoglobina una proteína clasificada como globular, está a diferencia de las fibrosas presenta gran facilidad para solubilizarse en agua y participar en funciones biorreguladoras, entre estas la hemoglobina participa principalmente a nivel hormonal, también en el transporte de moléculas en este caso mayormente de O2.
• La hemoglobina es capaz de actuar como amortiguador de pH, Debido al carácter anfótero de los aminoácidos, las proteínas como la hemoglobina se pueden comportar como ácidos o como bases liberando o captan protones del medio. De esta forma pueden neutralizar las variaciones del pH que se produzcan en el medio acuoso donde se encuentren.
• Desnaturalización. La desnaturalización proteica consiste en la pérdida de estructura nativa, que es la funcional, adoptando una configuración diferente, y por tanto perdiendo su función biológica. En la desnaturalización se alteran los enlaces que estabilizan las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias. Entre los factores que pueden provocar la desnaturalización se encuentran las variaciones de presión y temperatura, determinadas radiaciones electromagnéticas (agentes físicos) y las variaciones de pH, así como los cambios en concentración salina o determinadas sustancias químicas (agentes caotrópicos). La desnaturalización puede ser reversible, si al desaparecer el factor desnaturalizante la proteína recupera su conformación nativa, o irreversible, cuando no es capaz de recuperarla incluso eliminando el factor desnaturalizante. Está principalmente puede llegar a ser una de las razones por las que mantener un pH en la sangre es tan importante, el administrar y crear fármacos con pH específicos es de gran importancia, ya que si existe una variación significativa de los niveles de pH las consecuencias pueden ser muy graves.

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1.5        Mecanismo de acción

La hemoglobina puede adoptar dos conformaciones, denominadas T (tensa) y R (relajada). La desoxihemoglobina (en azul) se encuentra en el estado T, sin las moléculas de Oxígeno, y la unión del oxígeno (en rojo) provoca la transición al estado R.

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