Hemoglobina Es una molécula aproximadamente esférica con diámetros de 50 x 55 x 64 Anstrons y un peso molecular de Daltons.. Se define también como el pigmento respiratorio de los animales de sangre roja.

Estructura. Es una proteína tetramerica formada por: Una fracción proteica denominada Globina formada por 4 polipeptidos de tamaño, forma y peso aproximadamente iguales. Dos se denominan cadenas Alfa y los otros dos cadenas Beta. Los polipeptidos alfa tienen 141 residuos de aminoácidos y los beta 146, cada cadena se enrolla en forma helicoidal y esta hélice se enrolla a su vez sobre si misma formando una estructura esferoidal. En el interior de cada polipeptido se encuentra también un grupo heme. Una fracción no proteica llamada Heme que se encuentra en el interior de cada polipeptido. El hem esta formado por un tetrapirrol con 8 cadenas (metil, venil, acido propionico) y aprisiona en su centro un átomo de hierro ferroso con dos cargas positivas (Fe ++ ).

(Esquema de la molécula del Hem.)

Esta molécula tiene cierta analogía con la clorofila, lo cual hace que dos de los procesos químicos fundamentales para la vida de este planeta, la fotosíntesis y la respiración dependan de estas estructuras peculiares, cuya evolución se remonta a mas de mil millones de años. El heme se encuentra también en la mioglobina, molécula que capta el oxigeno necesario para la actividad muscular y en los citocromos de las mitocondrias en donde juega un papel muy importante en los procesos oxidativos celulares

Variantes Estructurales de la Hemoglobina. La estructura de la Hb varía en las diferentes etapas de desarrollo de la vida. 1.- En el desarrollo embrionario se tiene la Hb de Gowers 1 ( no  ) (  4 ); y la Gowers 2 (  2,  2 ). Es posible que otra cadena globinica se produsca en el embrión, la cadena  y que algo de la Hb Gowers 1 sea en realidad (  2,  2 ). Las hemoglobinas Gower I, Gower II y Portland son embrionarias y sólo aparecen durante el primer trimestre de gestación. La Hb Gower II es la más importante y alcanza entre 50% y 60% de toda la Hb embrionaria

2.- En el feto se encuentra la Hb Fetal (Hb F ) cuya estructura es (  2,  2 ), es la hemoglobina principal en el recién nacido. se encuentra adaptada al ambiente materno – fetal y fija al oxigeno mas fuertemente ya que compite contra la Hb A de la madre

3.- En el adulto se encuentran tres tipos de Hb distribuidas de la siguiente manera: Hemoglobina A, Hb A, cuya estructura es (  2,  2 ) se encuentra de 97% a 98% en el adulto y en niños mayores de 7 meses Estas cadenas se mantienen unidas por interacciones no covalentes

Hemoglobina A 2, Hb A 2 (  2  2 ) se encuentra cerca del 2 % Hemoglobina Fetal Hb F (  2  2 ) se encuentra aproximadamente 1%.

Entre otros tipos de hemoglobina se tienen a las siguientes: -Hemoglobina glucosilada : HbAg (  2  2 ) G.-Es el resultado de la unión de la hemoglobina con la glucosa u otros carbohidratos libres, es el marcador de la diabetes. Hemoglobina S.- Hb alterada genéticamente presente en la anemia falciforme o anemia drepanocítica que afecta a la población afroamericana. Hemoglobina C, asociada con anemia hemolítica. Metahemoglobina.-cuyo grupo Hem tiene Fe en estado férrico,este no puede transportar oxígeno más aún si existe deficiencia de la diaforasa.

HEMOGLOBINA S : Se debe a una alteración genética y es característico de las anemias falciformes o anemias drepanociticas. HEMOGLOBINA C: Se encuentra asociada a anemia hemolítica.

Metahemoglobina : Hemoglobina unida al CO 2 después del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos ylos tejidos (Hb+CO 2 ).Carbaminohemoglobina Hemoglobina 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 Hbdesplazándolo a este fácilmente produciendo hipoxia tisular, pero con una coloracióncutánea normal (produce coloración sanguínea fuertemente roja) (Hb+CO).Carboxihemoglobina Aunque se encuentranormalmente presente en sangre en bajos niveles, en patologíascomo la diabetes se ve aumentada. Resulta de la unión de la Hb con carbohidratoslibres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4. Hemoglobina glucosilada: También hay hemogloblinas de los tipos: Gower 1, Gower 2 yPortland. Estas sólo están presentes en el embrión. Entre otros tipos de hemoglobina se tienen a las siguientes: -Hemoglobina glucosilada : HbAg (  2  2 ) G.-Es el resultado de la unión de la hemoglobina con la glucosa u otros carbohidratos libres, es el marcador de la diabetes. - Metahemoglobina: Es la hemoglobina donde el hierro presente en el grupo hemo se encuentra en estado férrico, siendo incapaz de unirse al oxigeno.

CARBAMINOHEMOGLOBINA: Hemoglobina unida al dióxido de carbono después del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos y el tejido. CARBOXIHEMOGLOBINA: Hemoglobina unida con monóxido de carbono por tener 200 veces mayor afinidad que al oxigeno, en grandes concentraciones llega a ser letal por generar una hipoxia tisular..

Su función es la de transportar oxígeno y el anhídrido carbónico en la sangre mediante el sistema circulatorio Hb + OXIGENO OXIHEMOGLOBINA Hb + DIOXIDO DE CARBONO CARBAMINOHEMOGLOBINA UNA MOLECULA DE HEMOGLOBINA REACCIONA CON CUATRO MOLECULAS DE OXIGENO

Formas de Desnaturalización de la Hemoglobina Normal. Las hemoglobinas normales están constantemente expuestas a la oxidación especialmente a nivel del Hem.. La transformación del hierro ferroso ( Fe ++) del Hem a hierro férrico ( Fe+++), produce una forma de desnaturalización de la Hb y esta es incapaz de transportar oxigeno; es Hb desnaturalizada se denomina Metahemoglobina, en condiciones normales alrededor del 1% de Hb se halla en esta forma desnaturalizada, pero la acción de las enzimas entre ellas la Diaforasa asegura su retransformacion permanente a Hb funcional.

La acumulación patológica de metahemoglobina llamada también metahemoglobinemia conlleva a una cianosis cuando su tasa es mayor al 1%; de otra parte un 10 a 25% ocasiona cianosis, 35 a 40% produce dificultad respiratoria y dolor de cabeza, al 60% produce letargo y estupor y superior al 70% ocasiona la muerte Existen varias causas posibles de metahemoglobinemia las mas frecuentes son adquiridas, por ejemplo debido a sustancias tóxicas como agentes oxidantes: cloratos, anilina, nitratos, nitritos, fenacetina, sulfamidas, etc. Otras son constitucionales y provocan cianosis familiar.

Entre otras desnaturalizaciones están aquellas causadas por el CO por el que la Hb tiene afinidad muy superior (210 veces mayor), a la que tiene por el oxigeno, formando la carboxihemoglobina; donde con valores del 20% aparecen síntomas de envenenamiento, con el 30% se presenta envenenamiento grave y el 50 a 80% produce envenamiento mortal. Las sulfas pueden producir la sulfohemoglobina que es incapaz de fijar oxigeno, estas son irreversibles, donde los valores de 10gr/dl ocasionan cianosis, pero no producen efectos tóxicos.

Cuando el eritrocito alcanza su tiempo limite de vida media (100 a 120 días) la membrana celular se rompe, donde la hemoglobina es liberada y fagocitada por algunos macrófagos celulares La hemoglobina se separa en dos fracciones: la molecula globina (se transforma a aminoacidos) y la molecula hemo (degradada por los macrofagos, dando lugar a la biliverdina) La biliverdina con ayuda de la biliverdina reductasa da lugar a la bilirrubina (Plasma), esta es hidrolizada y reducida en el higado generando el urobilinogeno (color a las heces y orina)

ESQUEMA DEL CATABOLISMO DE LA HEMOGLOBINA