ALEJANDRA ITZEL MARTINEZ ABADIA
ALEJANDRA ITZEL MARTINEZ ABADIA
HEMATOLOGÍA
HEMATOLOGÍA
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Septiembre 2012
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Septiembre 2012
La Hemoglobina es una proteína
La Hemoglobina es una proteína
globular, que se encuentra en
globular, que se encuentra en
grandes cantidades dentro de los
grandes cantidades dentro de los
glóbulos
rojos
y
es
de
vital
glóbulos
rojos
y
es
de
vital
importancia fisiológica, para el aporte
importancia fisiológica, para el aporte
normal de oxigeno a los tejidos.
Transporte de Oxígeno
Transporte de Oxígeno
desde los pulmones hacia
desde los pulmones hacia
los tejidos de todo el
los tejidos de todo el
cuerpo; y del transporte de
cuerpo; y del transporte de
CO2
de
los
tejidos
CO2
de
los
tejidos
periféricos
hasta
los
periféricos
hasta
los
pulmones
para
ser
pulmones
para
ser
excretados.
excretados.
La
La
hemoglobina
hemoglobina
se
se
enlaza al CO2 en los
enlaza al CO2 en los
tejidos después de liberar
tejidos después de liberar
oxígeno, y transporta el
oxígeno, y transporta el
15% del total de CO2
15% del total de CO2
transportado en la sangre.
transportado en la sangre.
También
También
tiene
tiene
una
una
función como Buffer, ya
función como Buffer, ya
que se enlaza a dos
que se enlaza a dos
protones por cada cuatro
protones por cada cuatro
moléculas
de
oxígeno
moléculas
de
oxígeno
liberadas, por lo tanto
liberadas, por lo tanto
contribuye
al
contribuye
al
mantenimiento de un pH
mantenimiento de un pH
Cuando se encuentra con
Cuando se encuentra con
el
oxigeno
forma
un
el
oxigeno
forma
un
compuesto quimico llamado
compuesto quimico llamado
OXIHEMOGLOBINA
OXIHEMOGLOBINA
que
que
lleva al oxigeno hasta los
lleva al oxigeno hasta los
tejidos. Ahi en los tejidos se
tejidos. Ahi en los tejidos se
vuelca a la sangre otro gas
vuelca a la sangre otro gas
el dioxido de carbono, que
el dioxido de carbono, que
en parte se combina con la
en parte se combina con la
hemoglobina
y
forma
hemoglobina
y
forma
CARBOHEMOGLOBINA
CARBOHEMOGLOBINA
,,
cuando
este
compuesto
cuando
este
compuesto
llega a los pulmones, se
llega a los pulmones, se
desdobla, el dioxido de
desdobla, el dioxido de
carbono se expulsa y vuelve
carbono se expulsa y vuelve
a formarse
Es una heteroproteína
Es una heteroproteína
de
masa
de
masa
molecular 64.000 g/mol
molecular 64.000 g/mol
(64 kDa), de color
(64 kDa), de color
rojo característico,
rojo característico,
Es
Es
una
una
proteína
proteína
tetrámera.
tetrámera.
La
La
hemoglobina
hemoglobina
presente en los adultos
presente en los adultos
(HbA)
tiene
dos
(HbA)
tiene
dos
cadenas
cadenas
α
α
y
y
dos
dos
cadenas
cadenas β
β..
La cadena
La cadena α
y una secuencia específica, mientras que
y una secuencia específica, mientras que
α consiste de 141 aminoácidos
consiste de 141 aminoácidos
la cadena
la cadena β
β consiste de 146 aminoácidos
consiste de 146 aminoácidos
con una estructura primaria diferente.
con una estructura primaria diferente.
Estas cadenas son codificadas por genes
Estas cadenas son codificadas por genes
diferentes y tienen estructuras primarias
diferentes y tienen estructuras primarias
diferentes.
Los genes
Los genes
ααy
y β
β son
son
independientes y se ubican
independientes y se ubican
en cromosomas distintos.
en cromosomas distintos.
El
El
ααse localiza en el
se localiza en el
brazo corto del
brazo corto del
y contiene
y contiene
además los codificadores
además los codificadores
de la
de la
.
.
El
El
se localiza en el
se localiza en el
brazo corto del
brazo corto del
e incluye a
e incluye a
los genes de las
los genes de las
γγδ
Cada cadena polipeptidica está
Cada cadena polipeptidica está
unida a un grupo prostético
unida a un grupo prostético
(hemo), el cual esta formado por
(hemo), el cual esta formado por
un atomo de hierro en el centro
un atomo de hierro en el centro
del anillo tetrapirrolico que
del anillo tetrapirrolico que
forman la protoporfirina III, esta
forman la protoporfirina III, esta
molecula es la que se una al ion
molecula es la que se una al ion
hierro 2 y forma el grupo hemo.
hierro 2 y forma el grupo hemo.
Cuando se encuentra el ion
Cuando se encuentra el ion
hierro 2, la hemoglobina si es
hierro 2, la hemoglobina si es
capaz de atrapar el oxigeno,
capaz de atrapar el oxigeno,
pero cuando el hierro se reduce
pero cuando el hierro se reduce
a ion hierro 3 se convierte en
a ion hierro 3 se convierte en
metahemoglobina incapaz de
metahemoglobina incapaz de
captar el oxigeno.
captar el oxigeno.
El
El
grupo
grupo
hemo
hemo
está
está
localizado entre dos hélices
localizado entre dos hélices
de la cadena de la globina y
de la cadena de la globina y
a su vez está protegido por
a su vez está protegido por
un residuo de valina.
un residuo de valina.
Los grupos vinilo no polares
Los grupos vinilo no polares
del
grupo
hemo
se
del
grupo
hemo
se
encuentran en el interior
encuentran en el interior
hidrofóbico
del
hoyuelo,
hidrofóbico
del
hoyuelo,
mientras que los grupos
mientras que los grupos
profirina polares cargados
profirina polares cargados
se encuentran orientados
se encuentran orientados
hacia la superficie hidrofílica
hacia la superficie hidrofílica
de la subunidad.
Se encuentran residuos de histidinaSe encuentran residuos de histidina
de las cadenas polipeptídicas, que se de las cadenas polipeptídicas, que se enlazan al átomo de hierro y se enlazan al átomo de hierro y se designan como
designan como
HISTIDINAS
HISTIDINAS
PROXIMALES
PROXIMALES
, , ya ya que que estánestán presentes cerca al grupo hemo. presentes cerca al grupo hemo. Mientras que laMientras que la
HISTIDINA DISTAL
HISTIDINA DISTAL
se encuentra lejos del grupo hemo. se encuentra lejos del grupo hemo.
El átomo de hierro se encuentra enEl átomo de hierro se encuentra en
el centro del anillo de profirina y tiene el centro del anillo de profirina y tiene seis valencias. El hierro está unido al seis valencias. El hierro está unido al nitrógeno de los cuatro anillos de nitrógeno de los cuatro anillos de pirol por cuatro de sus valencias, su pirol por cuatro de sus valencias, su quinta valencia se une al nitrógeno quinta valencia se une al nitrógeno de la histidina proximal y la sexta de la histidina proximal y la sexta está ocupada por la hisitidina distal o está ocupada por la hisitidina distal o por oxígeno.
El grupo hemo le da a la
El grupo hemo le da a la
hemoglobina su
hemoglobina su
característica del color rojo,
característica del color rojo,
que cuando interactua con
que cuando interactua con
el oxigeno toma un color
el oxigeno toma un color
rojo intenso que es el caso
rojo intenso que es el caso
de la sangre arterial que
de la sangre arterial que
transporta sangre
transporta sangre
oxigenada; y cuando no
oxigenada; y cuando no
interacciona con el oxigeno
interacciona con el oxigeno
toma un color rojo ladrillo,
toma un color rojo ladrillo,
mas oscuro, que es lo que
mas oscuro, que es lo que
ocurre con la sangre venosa
ocurre con la sangre venosa
que transporta sangre
que transporta sangre
desoxigenada.
En el feto humano, en unEn el feto humano, en un
principio, no se sintetizan principio, no se sintetizan cadenas
cadenas αα nini ββ, sino zeta (, sino zeta ( )) yy epsilon (
epsilon ( ) () (Hb Gower I).Hb Gower I).
Al final Al final del del primer primer trimestre trimestre lala
subunidades
subunidades αα han reemplazadohan reemplazado a las subunidades
a las subunidades ζζ (Hb Gower (Hb Gower II) y las subunidades
II) y las subunidades γγ a losa los péptidos
péptidos ξξ..
Por esto, la HbF tiene laPor esto, la HbF tiene la
composición
composición αα
yy
γγ
Las subunidadesLas subunidades ββ comienzan sucomienzan su
síntesis en el tercer trimestre y síntesis en el tercer trimestre y no reemplazan a
no reemplazan a γγ en suen su totalidad hasta algunas semanas totalidad hasta algunas semanas después del nacimiento.
después del nacimiento.
•
•
Dos cadenas
Dos cadenas
α
α
••
Dos cadenas
Dos cadenas
β
β
Hb adultaHb adulta
(HbA)
(HbA)
•
•
Dos cadenas
Dos cadenas
α
α
••
Dos cadenas
Dos cadenas
δ
δ
Forma Forma minoritaria minoritaria de Hb adulta de Hb adulta ••
Dos cadenas
Dos cadenas
α
α
••
Dos cadenas
Dos cadenas
γγ
Hb Fetal
Se puede estudiar las propiedades del enlace entre el
Se puede estudiar las propiedades del enlace entre el
oxígeno y la hemoglobina a partir de la curva de enlace de
oxígeno y la hemoglobina a partir de la curva de enlace de
oxígeno, la cual presenta la saturación fraccional, respecto a
oxígeno, la cual presenta la saturación fraccional, respecto a
la concentración del mismo.
la concentración del mismo.
La saturación fraccional, Y, se define como el número de
La saturación fraccional, Y, se define como el número de
sitios de enlace saturados con oxígeno respecto al número
sitios de enlace saturados con oxígeno respecto al número
total de sitios de enlace posibles en una molécula de
total de sitios de enlace posibles en una molécula de
hemoglobina. El valor de Y puede ir desde 0 (todos los sitios
hemoglobina. El valor de Y puede ir desde 0 (todos los sitios
de enlace están sin oxígeno) hasta 1 (todos los sitios de
de enlace están sin oxígeno) hasta 1 (todos los sitios de
enlace están enlazados con oxígeno).
enlace están enlazados con oxígeno).
La concentración de oxígeno se mide en presión parcial,
La concentración de oxígeno se mide en presión parcial,
pO2.
pO2.
La curva de enlace La curva de enlace de la hemoglobinade la hemoglobina
es
es sigmoidea , esto sugiere que elsigmoidea , esto sugiere que el enlace de oxígeno a un sitio de enlace de oxígeno a un sitio de
enlace, aumenta la probabilidad de enlace, aumenta la probabilidad de que se enlace otro oxígeno a un sitio que se enlace otro oxígeno a un sitio de enlace vacío. Así mismo la
de enlace vacío. Así mismo la
liberación de oxígeno de un sitio de liberación de oxígeno de un sitio de enlace facilita la liberación de oxígeno enlace facilita la liberación de oxígeno de otros sitios de enlace.
de otros sitios de enlace.
A este comportamiento se le llamaA este comportamiento se le llama
cooperativo,
cooperativo, porque las reaccionesporque las reacciones de enlace en sitios de enlace
de enlace en sitios de enlace
individuales en cada molécula de individuales en cada molécula de hemoglobina están relacionadas e hemoglobina están relacionadas e influyen directamente en las
influyen directamente en las
reacciones de enlace de los otros reacciones de enlace de los otros sitios de enlace de cada molécula. sitios de enlace de cada molécula.
•• También hemoglobina del adulto o hemoglobina normal, representaTambién hemoglobina del adulto o hemoglobina normal, representa aproximadamente el 97% de la hemoglobina degradada en el adulto, formada aproximadamente el 97% de la hemoglobina degradada en el adulto, formada por dos globinas alfa y dos globinas beta.
por dos globinas alfa y dos globinas beta. Hemogl
Hemoglobina obina A A o o HbAHbA
•• Representa menos del 2,5% de la hemoglobina después del nacimiento,Representa menos del 2,5% de la hemoglobina después del nacimiento, formada por dos globinas alfa y dos globinas delta, que aumenta de forma formada por dos globinas alfa y dos globinas delta, que aumenta de forma importante en la beta-talasemia, al no poder sintetizar globinas beta.
importante en la beta-talasemia, al no poder sintetizar globinas beta. Hemoglobina A2
Hemoglobina A2
•• Hemoglobina alterada genéticamente presente en la Anemia de CélulasHemoglobina alterada genéticamente presente en la Anemia de Células Falciformes. Afecta predominantemente a la población afroamericana y Falciformes. Afecta predominantemente a la población afroamericana y amerindia.
amerindia. •
• Hemoglobina S:Hemoglobina S:
•• Hemoglobina característica del feto.Hemoglobina característica del feto. •
• Hemoglobina FHemoglobina F
•• Representa la hemoglobina que se encuentra unida al oxígeno normalmenteRepresenta la hemoglobina que se encuentra unida al oxígeno normalmente Oxihemoglobina
•• Hemoglobina con grupo hemo con hierro en estado férrico, Fe (III). Este tipo deHemoglobina con grupo hemo con hierro en estado férrico, Fe (III). Este tipo de hemoglobina no se une al oxígeno. Se produce por una enfermedad congénita en la hemoglobina no se une al oxígeno. Se produce por una enfermedad congénita en la cual hay deficiencia de metahemoglobina reductasa, la cual mantiene el hierro como cual hay deficiencia de metahemoglobina reductasa, la cual mantiene el hierro como Fe(III).
Fe(III).
Metahemoglobina :
Metahemoglobina :
•• Hemoglobina unida al COHemoglobina unida al CO22 después del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos ydespués del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos y los tejidos (Hb+CO
los tejidos (Hb+CO22 ).). Carbaminohemoglobina
Carbaminohemoglobina
•• Hemoglobina resultante de la unión con el CO. Es letal en grandes concentracionesHemoglobina resultante de la unión con el CO. Es letal en grandes concentraciones (40%). El CO presenta una afinidad 200 veces mayor que el Oxígeno por la Hb (40%). El CO presenta una afinidad 200 veces mayor que el Oxígeno por la Hb desplazándolo a este fácilmente produciendo hipoxia tisular, pero con una coloración desplazándolo a este fácilmente produciendo hipoxia tisular, pero con una coloración cutánea normal (produce coloración sanguínea fuert
cutánea normal (produce coloración sanguínea fuert emente roja) (Hb+CO).emente roja) (Hb+CO). Carboxihemoglobina
Carboxihemoglobina
•• Aunque Aunque se se encuentranormalmente presente encuentranormalmente presente en en sangre sangre en en bajos bajos niveles, niveles, en en patologíaspatologías como la diabetes se ve aumentada. Resulta de la unión de la Hb con carbohidratos como la diabetes se ve aumentada. Resulta de la unión de la Hb con carbohidratos libres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4.
libres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4. •
• Hemoglobina glucosilada:Hemoglobina glucosilada:
También hay hemogloblinas de los tipos: Gower 1, Gower 2 y
También hay hemogloblinas de los tipos: Gower 1, Gower 2 y
Portland. Estas sólo están presentes en el embrión.
Como ya se ha mencionado la hemoglobina
Como ya se ha mencionado la hemoglobina
es el transportador de O2, CO2 y H+
es el transportador de O2, CO2 y H+
Se sabe que por cada litro de sangre hay 150
Se sabe que por cada litro de sangre hay 150
gramos de Hb, y que cada gramo de Hb
gramos de Hb, y que cada gramo de Hb
disuelve 1.34 ml de O2, en total se
disuelve 1.34 ml de O2, en total se
transportan 200 ml de O2 por litro
transportan 200 ml de O2 por litro de sangre.
de sangre.