Catabolismo de La Hemoglobina

Introducción.. Introducción Los elementos celulares del tejido sanguíneo son los leucocitos, los eritrocitos y las plaquetas, los que circulan suspendidos en un medio coloide, denominado plasma; sus elementos no están unidos por

sustancias intercelulares, ésta peculiaridad permite fácilmente contar el número de cada elemento y el poder observarlos en forma individual en el microscopio. Se denomina hemograma, el examen que describe

este tejido desde el punto de vista cuantitativo y morfológico. Desde el punto de vista analítico, se entiende por serie roja a varias constantes analíticas entre las que destacan: * El número de glóbulos rojos/mmc * La cifra de hemoglobina/100 ml de sangre

* El tamaño medio que tienen los hematíes, expresado en micras cúbicas o femtolitros (MCV). * La cantidad de Hemoglobina que tiene cada glóbulo rojo expresado en Picogramos (HCM).

Un correcto procedimiento, en el análisis de los diferentes co mpuestos sanguíneos, proporciona una ayuda eficaz en el diagnóstico de las diferentes patologías. Este procedimiento, inicia desde la toma de la muestra hasta la entrega del resultado al médico.

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Este

trabajo,

es

una

guía

práctica

de

los

procedimientos,

recomendaciones, y explicaciones, de cómo es el manejo y los pasos a

seguir, de las muestras que llegan para ser analizadas en parámetros referentes a la hematología.

Catabolismo de la Hemoglobina. La hemoglobina es una heteroproteina presente en la sangre de vertebrados y

algunos invertebrados, ésta le da el color rojo

característico

a

la

sangre,

la

hemoglobina está formada por cuatro cadenas polipétidicas conocidas como globinas (dos subunidades α y dos β), cada una de estas subunidades se unen a un grupo hemo, el cual tiene un ion ferroso (Fe2+) (Fe 2+) capaz de

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unirse a una mol écula de oxígeno y así  poder oxigenar todos los tejidos.

Cuando los eritrocitos envejecen y no cumplen su función a cabalidad deben ser degradados y es aquí cuando s e da e catabolismo de la hemoglobina a través de los macrófagos tisulares, pertenecientes al sistema reticuloendotelial (SER), en este proceso las globinas se

separan de la molécula de hemoglobina, dejando al grupo hemo solo, el cual se convierte en bilive rdina, ésta es transformada

en su mayoría en bilirrubina y es excretada por la bilis. El Fe del grupo hemo es

reutilizado

para

la

síntesis

de

nueva

hemoglobina.

La Hemoglobina es una proteína globular, que se encuentra en grandes cantidades dentro de los glóbulos rojos y es vital importancia

fisiológica, para el aporte normal de oxígeno a los tejidos. Varios son los genes que determinan su biosíntesis Proteína pigmentada de color rojo transportadora de oxígeno que se encuentra solo en los eritrocitos de los vertebrados. Es un tetrámero con dos pares de cadenas polipeptídicas diferentes. Cada una de ellas posee un derivado de la porfirina llamado grupo hemo, que a su vez contiene hierro. Las dos principales funciones de la hemoglobina son el transporte de

oxígeno y amortiguador del pH.

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Las concentraciones de hemoglobina están influidas por variaciones fisiológicas como la edad, sexo, deshidratación, postura y altitud, y por procesos patológicos. Se encuentran valores patológicos en anemias y en policitemias.

La determinación de la concentración de hemoglobina se ha convertido en una de las pruebas más importantes en el diagnóstico y tratamiento de la anemia. Las tres causas principales de anemia son:

alteración en la síntesis de los eritrocitos en la médula ósea, pérdidas de sangre excesivas y transporte alterado de eritrocitos hacia sangre

periférica.

Se observan valores de hemoglobina elevados en policitemia vera, eritrocitosis, deshidratación, recién nacidos, cianosis congénita o

adquirida, enfermedad renal y pulmonar crónica, quistes renales y en una serie de tumores productores de eritropoyetina.

El diagnóstico clínico no debe realizarse teniendo en cuenta el resultado de un único ensayo, sino que debe integrar los datos clínicos y de laboratorio. Estructura:

La hemoglobina es una proteína con

estructura

cuaternaria,

es

decir, está constituida por cuatro cadenas polipeptídicas (fig. 1): dos Figura. 1Hemoglobina.

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α y dos β (hemoglobina adulta- HbA); dos α y dos δ (forma minoritaria

de hemoglobina adulta- HbA2- normal 2%); dos α  y dos γ (hemoglobina fetal- HbF). En el feto humano, en un principio, no se sintetizan cadenas alfa ni beta, sino zeta ( ζ) y epsilon (ξ) (Hb Gower I). Al final del primer trimestre la subunidades α  han reemplazado a las subunidades ζ (Hb Gower II) y las subunidades γ a los péptidos ξ. Por esto, la HbF tiene la composici ón α2γ2. Las subunidades β comienzan su síntesis en el tercer trimestre y no reemplazan a γ en su totalidad hasta algunas semanas después del nacimiento.

Las cadenas polipeptídicas alfa contienen 141 aminoácidos, las no alfa 146 (β, γ, δ) y difieren en la secuencia de amino ácidos. Se conoce desde hace décadas la estructura primaria de las cuatro cadenas de Hb normales. La estructura secundaria es muy similar: cada una exhibe 8 segmentos helicoidales designados con las letras A a la H. Entre ellos se encuentran 7 segmentos no helicoidales. Cada cadena α está  en contacto con las cadenas β, sin embargo, existen pocas interacciones entre las dos cadenas α  o entre las dos cadenas β entre sí.

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Hemoglobina Normal y sus Variantes. Variación fisiológica en las Mediciones de hemoglobina. Aunque los dispositivos de laboratorio y de POC muestren una clara

variación en la medición de Hb, también existen diversas fuentes de variación de Hb dentro del organismo, incluido el tipo de muestra

Tabla 1 Esta

tabla presenta los Factores que influyen en la precisión de los niveles de hemoglobina en

dispositivos de POC .

sanguínea, la zona en la que se ha tomado la muestra, la hora en la que se ha tomado la muestra y la posición del cuerpo.

Tipo de muestra sanguínea.

Los dispositivos de laboratorio están diseñados para analizar muestras de sangre arterial y venosa. Los médicos no suelen ser conscientes de

ello al realizar cuidados rutinarios, ya que no realizan análisis de muestras arteriales y venosas a la vez, pero es conveniente saber que

la medición de la Hb puede variar en función de si se emplea sangre arterial o venosa. Mokken, et. al.11 Y Yang ZW, et. al.12 indicaron que las mediciones de Hb en sangre arterial pueden ser, de media, 0,7 – 1,0 g/dl inferiores a las mediciones de Hb realizadas en sangre venosa.

Aunque la cantidad total de glóbulos rojos y Hb permanece relativamente constante en la sangre arterial y en la venosa, el

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porcentaje de concentración de plasma puede v ariar entre la sangre arterial y la venosa en función de diversos factores fisiológicos. La

concentración de plasma puede ser s uperior en la sangre arterial, lo que puede derivar en una concentración inferior de Hb. Zona de la muestra

La zona del cuerpo en la que se toma la muestra también puede afectar a las mediciones de Hb. Se han detectado importantes

diferencias entre los valores obtenidos en las muestras sanguíneas capilares de la mano izquierda y derecha de una misma mujer, con

una desviación estándar de 0,8 g/dl y una correlación  de 0,7 en una misma persona.13 Los amplios límites de coincidencia indican que dos muestras tomadas en dedos diferentes de una misma persona pueden presentar concentraciones de Hb que difieren en hasta 2.0 g/dl. La

medición de Hb puede variar en gran medida a lo largo del tiempo,

En un estudio realizado con muestras de sangre venosa extraídas de los mismos pacientes en dos ocasiones distintas, las variaciones dentro de las muestras de la misma persona oscilaron hasta en 2,6 g/dl en hombres y en 2,3 g/dl en mujeres.15,16 En otro estudio, en el que las mediciones de Hb se realizaron en muestras de un mismo paciente en

cuatro (4) días consecutivos, la variación dentro de las muestras del mismo paciente fue del 7,0% y la desviación estándar alcanzó los 0,8 g/dl.14 posición del cuerpo. La posición del cuerpo antes y durante la extracción de sangre

también afecta a las mediciones de Hb debido a la composición de la

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sangre, los saltos de fluido intersticial y los picos de los niveles de

proteínas y glóbulos blancos. La posición del cuerpo afecta en gran medida a las mediciones de Hb en sangre venosa, ya que el volumen

de plasma se reduce al encontrarse en posición recta. La frecuencia cardíaca y la tensión sanguínea son más elevadas en posición vertical

que si el paciente está sentado, lo qu e provoca el movimiento del fluido intravascular, como el plasma, hacia los compartimentos intersticiales. Esto hace que el volumen de plasma se reduzca y que aumenten los niveles de Hct y Hb (hemoconcentra ción).17 Gore y sus

compañeros indicaron una reducción del 6% en el volumen de plasma en posición vertical, que cambió la Hb hasta 2 g/dl.18. El cambio de posición sentada a posición vertical durante 20 minutos puede tener como resultado un cambio en la concentración de Hb --

>1,0 g/dl.19 Esto también sucede a la inversa; los pacientes que andan pueden necesitar un periodo para equilibrarse si cambian la posición del cuerpo antes de la extracción de sangre en una concentración inferior de Hb. Zona de la muestra.

La zona del cuerpo en la que se toma la muestra también puede afectar a las mediciones de Hb. Se han detectado importantes

diferencias entre los valores obtenidos en las muestras sanguíneas capilares de la mano izquierda y derecha de una misma mujer, con una desviación estándar de 0,8 g/dl y una correlación de 0,7 en una misma persona.13 Los amplios límites de coincidencia indican que dos muestras tomadas en dedos diferentes de una misma persona pueden presentar concentraciones de Hb que difieren en hasta 2.0 g/dl. Otro

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estudio demuestra la existencia de una amplia va riación en la

concentración de Hb de muestras de sangre capilar obtenidas en diferentes dedos del mismo paciente al mi smo tiempo. La variación en un mismo paciente llegó a ser del 7%.14 hora. La medición de Hb puede variar en gran medida a lo largo del tiempo, incluso en pacientes estables. En un estudio realizado con muestras de

sangre venosa extraídas de los mismos pacientes en dos ocasiones distintas, las variaciones dentro de las muestras de la misma persona oscilaron hasta en 2,6 g/dl en hombres y en 2,3 g/dl en mujeres.15,16 En otro estudio, en el que las mediciones de Hb se realizaron en

muestras de un mismo paciente en cuatro (4) días consec utivos, la variación dentro de las muestras del mismo paciente fue del 7,0% y la desviación estándar alcanzó los 0,8 g/dl.14 posición del cuerpo.

La posición del cuerpo antes y durante la extracción de sangre también afecta a las mediciones de Hb debido a la composición de la sangre, los saltos de fluido intersticial y los picos de los niveles de

proteínas y glóbulos blancos. La posición del cuerpo afecta en gran medida a las mediciones de Hb en sangre venosa, ya que el volumen

de plasma se reduce al encontrarse en posición recta. La frecuencia cardíaca y la tensión sanguínea son más elevadas en posición vertical

que si el paciente está sentado, lo que provoca el movimiento del fluido intravascular, como el plasma, hacia los compartimentos intersticiales. Esto hace que el volumen de plasma se reduzca y que

aumenten los niveles de Hct y Hb (hemoconcentración).17 Gore y sus

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compañeros indicaron una reducción del 6% en el volumen de plasma en posición vertical, que cambió la Hb hasta 2 g/dl.18 . El cambio de posición sentada a posición vertical durante 20 m inutos puede tener como resultado un cambio en la concentración de Hb --

>1,0 g/dl.19 Esto también sucede a la inversa; los pacientes que andan pueden necesitar un periodo para equilibrarse si cambian la posición

del cuerpo antes de la extracción de sangre.

Variaciones Fisiológicas en la concentración del Volumen Globular. El hematócrito  es el porcentaje del volumen de sangre ocupado por los eritrocitos (40-50%). La determinación se efectúa usualmente a

través de una muestra de sangre (venosa) que se centrifuga (con anticoagulante-saca el Ca2+) en un tubo calibrado de manera que se lee directamente el hematócrito después de la sedimentación. Se puede calcular también el  Hematocrito de cuerpo total= Vol. De eritrocitos Vol. Eritrocitos + Vol. Plasma.

El volumen de glóbulos rojos se puede medir por dilución, utilizando Cromato de sodio en una muestra de concentración conocida de eritrocitos; el cromo se reduce dentro del eritrocito y no puede salir. Si

reintroducimos estos eritrocitos a la circulación, se espera 15 min., luego se extrae una nueva muestra a la que se le mide la

concentración de eritrocitos marcados. Con esto se calcula el volumen de estos (vol de dilución). El volumen del plasma se calcula con un

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procedimiento idéntico que involucra Azul de Evans, que es un colorante que se une fuertemente a la proteína más abund ante del plasma, la albumina El HCCT es menor que el HC obtenido de una muestra de sangre venosa debido a:-efecto “Shift Hamburger”: el volumen de los eritrocitos de la sangre venosa es mayor que el volumen de los GR. de la sangre arterial. -Acumulación axial: los eritrocitos se concentran en el eje axial del vaso. La cantidad de GR. en las ramificacones es menor. HC venas> HC arterias >HCCT >HC capilares.

Un hematócrito de 45% equivale a 5.2 M/mm3 en hombre y 4.7M/mm3 en mujer (38%) La viscosidad de la sangre está directamente relacionada con el

hematócrito, esta se debe al roce de los elementos figurados entre sí. Si aumenta el HC, aumenta la viscosidad. Esta disminuye el flujo, por lo

que se debe aumentar el trabajo cardíaco de bombeo. Enumeración de los eritrocitos.

El eritrocito o hematíe es la célula sanguínea especializada en el transporte de oxígeno y dióxido de carbono unidos a hemoglobina. Es de pequeño tamaño y tiene forma bicóncava. No tiene núcleo ni orgánulos.

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La forma bicóncava le permite al eritrocito tener una gran superficie

en relación a su volumen. De este modo se favorece el intercambio de

oxígeno y dióxido de carbono entre el interior del eritrocito y el plasma Figura. 2 glóbulos rojos.

sanguíneo. Los eritrocitos están en

el interior de los vasos sanguíneos. Su función es transportar el oxígeno desde los pulmones hacia los tejidos del organismo y el dióxido de carbono en sentido opuesto. Tanto el oxígeno como el dióxido de carbono se tran sportan unidos a la hemoglobina. Una de las propiedades más importantes de la hemoglobina es su extraordinaria capacidad para combinarse con el oxígeno en cuanto las dos sustancias entran en contacto, lo que ocurre en los pulmones.

Cada molécula de hemogl obina que pasa por ellos recoge hasta cuatro moléculas de oxígeno y las transporta a todos los tejidos del organismo a través del torrente sanguíneo. Tan importante como ésta es la función que desempeñan los glóbulos rojos recogiendo el bióxido de carbono que producen las células al desdoblar los nutrientes.

Los glóbulos rojos son células pequeñas, delgadas y en forma de disco cóncavo por ambas caras. Son indiscutiblemente los cuerpos sólidos más abundantes en el torrente sanguíneo: en un momento dado, es probable que circulen por el organismo 25 billones de ellos, cantidad

más que suficiente para cubrir cuatro canchas de tenis si se colocaran uno al lado del otro. Además, trabajan incesantemente recorriendo el

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aparato circulatorio alrededor de 300 000 veces antes de envejecer y

desintegrarse tras una vida media de 120 días. Éstos son sustituidos por nuevos eritrocitos que se forman en la médula roja de los huesos a razón de 3 millones por segundo. De ahí son recogidos por la red de capilares e incorporados al torrente circulatorio.

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El eritrocito carece de núcleo y de orgánulos. Tan sólo presenta citoesqueleto y enzimas rodeados por la membrana plasmática. Debido a su sencillez como célula se ha empleado tradicionalmente como modelo celular para estudiar la membrana plasmática por lo que

su membrana es la más estudiada y mejor caracterizada. La mayoría de las características encontradas en ella se han generalizado al resto de membranas celulares. El citoesqueleto del eritrocito es muy importante ya que le proporciona su forma bicóncava descrita anteriormente y le

permite soportar las grandes tensiones mecánicas a las que se ve sometido durante su paso por los finos capilares. De hecho existen

alteraciones en las proteínas que conforman el citoesqueleto qu e conllevan a la formación de eritrocitos con formas anormales. Estos eritrocitos anómalos son más propensos a fragmentarse originando cuadros de anemia hemolítica. Además del transporte de oxígeno y de dióxido de carbono, los eritrocitos tienen un papel clave en la regulación del pH sanguíneo.

Intervienen en el mecanismo del tampón carbónico-carbonato gracias a la enzima anhidra a carbónica que cataliza la transformación de dióxido de carbono en ácido carbónico.

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Tabla 2 Valores de HB.

Leucocitos. Conocidos también como glóbulos blancos. Su principal función es de defensa

contra

respuesta: celular

agentes y

externos

humoral.

mediante

Normalmente

dos

hay

tipos

entre 6000

de y

10000 leucocitos por mm3 y se habla de leucopenia cuando se encuentran disminuidos y de leucocitosis cuando están aumentados.

De acuerdo a la presencia o ausencia de gránulos específicos, los leucocitos pueden ser clasificados como granulocitos (neutrófilos, eosinófilos, y basófilos) y agranulocitos (linfocitos y monocitos). Existen valores normales de los diferentes tipos de leucocitos en

proporción porcentual y en valores absolutos. Este parámetro se denomina recuento

diferencial y

permite

orientar

las

causas

fisiopatológicas de una leucopenia o una leucocitosis.

Las principales características de los diferentes tipos de leucocitos se pueden resumir en la siguiente tabla: Fisiología de los leucocitos.

Los leucocitos, glóbulos blancos o células blancas de la sangre. Los leucocitos

Figura. 3 Leucocitos.

son

una

población

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heterogénea de células nucleares y de las cuales existen cinco variedades que podemos dividir en dos tipos basándonos en sus características de tinción y características morfológicas (aspecto al microscopio).

Estos dos tipos son los granulocitos (todos los que tienen gránulos en el citoplasma, gran cantidad de lisosomas) y los agranulocitos (que no

presentan gránulos en el citoplasma). Son granulocitos los neutrófilos (hay dos subtipos de neutrófilos, los neutrófilos segmentados y los neutrófilos bastonados), los eosinófilos (acidófilos) y los basófilos. Son agranulocitos los monocitos y los linfocitos. Leucocitos Bajos. Luego de realizarse un examen de sangre, el resultado puede mostrar

una baja en la cantidad de leucocitos, una cantidad baja de glóbulos blancos puede deberse a:

• Insuficiencia de la médula ósea (por ejemplo: debido a infección, tumor o cicatrización anormal). • Enfermedades vasculares del colágeno (como el lupus eritematoso sistémico). • Enfermedad del hígado o el bazo. • Radioterapia o exposición a la radiación. Cuando

los

leucocitos

disminuyen se está pasando por

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un proceso denominado leucopenia. Esto también puede deberse a la respuesta de algunos tratamientos. Las drogas pueden destruir las

células blancas de la sangre, como es el caso de la quimioterapia, por esto es que después de tomar el tratamiento, se toman varios días para que la médula ósea produzca leucocitos nuevos y pasen al torrente sanguíneo.

Leucocitos Altos. Los leucocitos se encuentran en la

sangre y el sistema linfático y su función principal es combatir las infecciones virales o bacterianas en el cuerpo.

El recuento de glóbulos blancos o leucocitos puede dar un resultado normal, aumentado o disminuido. En esta cuenta se incluyen las variaciones posibles dentro de un

porcentaje aceptable, que dependerá de la proporción de cada familia de los bancos de sangre. En ocasiones luego de un examen de sangre, se deja de manifiesto que los leucocitos se encuentran altos, esto sucede por algunas infecciones como nasofaringitis, bronquitis, pielonefritis, apendicitis, peritonitis, etc. Es decir, los leucocitos se incrementan

cuando se está transitando por un proceso de

enfermedad inflamatoria, en particular en las llamadas enfermedades autoinmunes, como la artritis reumatoide y las antes mencionadas. Un

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alto nivel de leucocitos indica que algo está sucediendo en el organismo y que se está tratando de combatir, así que sería una

buena noticia porque las células especializadas para lidiar con enfermedades o agentes externos están funcionando.

Conclusión.

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La responsabilidad de un buen análisis de los componentes sanguíneos, comienza en la toma de la muestra, este es el paso más importante, pues, de la cantidad de muestra y rapidez con que llegue al laboratorio depende un adecuado análisis. La persona encargada de la toma de la muestra, debe tener una serie

de precauciones para su recolección manteniendo las reglas de esterilidad, de bioseguridad y evitarle perturbaciones al paciente. Las medidas euclidianas y fractales evaluadas aisladamente no

permiten la diferenciación de los grupos, pero la observación de ambas permite la determinación del estado de la muestra mediante el siguiente procedimiento: primero se determina el número de espacios ocupados por el borde del eritrocito, el cual resultó ser menor a 180 píxeles en muestras normales. Con esta práctica logramos diferenciar las anormalidades que se pueden presentar en la sangre periférica (serie roja) de un paciente de acuerdo a una anemia a la que se puede asociar. La morfología es de gran importancia ya q con las constantes de wintrobe y la forma del

eritrocito nos podemos acercar a emitir un diagnóstico, algunas de ellas o mejor dicho todas necesitan de un estudio o prueba posterior para estar seguros del Dx a emitir.

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Bibliografía.

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

Thomas M. Devlin, Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas. 3ra edición. Editorial Reverté, S.A. España 1999.

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Bustamante Z y col., Genética, características de la Hemoglobina S, Anemia Falciforme y Haplotipos. Facultad de Bioquímica y Farmacia – UMSS 2002.

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Hemoglobina de células falciformes.

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