II-Alteraciones Estructurales Química Biológica Patológica HEMOGLOBINOPATIAS II-Alteraciones Estructurales Tema:3 (3)  Dra. Silvia Varas qbpatologica.unsl@gmail.com

Esquema de la Molécula de Hemoglobina

Ontogenia cadenas de globina

, , ,  , 

Síntesis de cadenas de globina % en embrión, feto y lactante

HEMOGLOBINOPATÍAS ALTERACIONES CUALITATIVAS ALTERACIONES CUANTITATIVAS Hemoglobinopatías estructurales ALTERACIONES CUANTITATIVAS Síndromes Talasémicos

Clasificación: ESTRUCTURALES Cadenas  Cadenas  Cadenas  Cadenas  Fusión de Cadenas:    TALASEMIAS - talasemia - talasemia - talasemia - talasemia - talasemia PERSISTENCIA HEREDITARIA DE HEMOGLOBINA F Con deleción Sin deleción

Clasificación Fenotipo:

VARIANTES ESTRUCTURALES DE HEMOGLOBINAS NOMENCLATURA PATOLOGIA MOLECULAR: a-Sustituciones de una única base. b-Variantes de cadena de hemoglobina elongadas. c-Cadenas de globinas cortadas. d- Hemoglobinas de fusión.

a-Sustituciones de una única base. b-Variantes de cadena de Hb elongadas.

Mutantes de Terminación Los mutantes de terminación son todos variantes de la cadena alfa globina donde hay una única sustitución de base en el codón stop UAA .

c-Cadenas de globinas cortadas En este caso, un o más aminoácidos adyacentes se pierden, pero se conserva el resto de la cadena normal. Estas variantes involucran la deleción de 1 o más codones intactos, no afectando el marco de lectura de la proteína restante.

Hb Constant Spring. 1 y 2 Adulto Normal; 3 y 4 heterocigota para HbCS y º-talasemia con HbH;5:Adulto Normal; y 6 componente heterocigota para º-talasemia y HbCS

d- Hemoglobinas de fusión Hemoglobina Lepore Hemoglobina Kenya Hb Lepore tiene los primeros 20 a 80 aminoácidos de las cadenas  y los últimos 50 a 100 aminoácidos del extremo C-terminal de la cadena .

I-Hemoglobina con Propiedades Fco-Qco Alteradas Hemoglobina S Hemoglobina C Hemoglobina E Hemoglobina D

Anemia Falciforme, Drepanocítica, en Forma de Hoz (sickle), o HbS 6 Cadena 

GTGGAG WT: Ac.Glutámico

GTGGAG S: Valina

Fisiopatología: POLIMERIZACION DE HEMOGLOBINA DESHIDRATACION CELULAR DISMINUCIÓN DEL NO Y DISFUNCIÓN DE ENDOTELIO ADHESIVIDAD CELULAR ANORMAL INFLAMACION ISQUEMIA-REPERFUSIÓN LA ACTIVACIÓN DEL SISTEMA DE COAGULACIÓN VASCULOPATIA CRONICA

Fisiopatología: POLIMERIZACION DE HEMOGLOBINA La presencia de HbS, permite a esta polimerizar cuando se desoxigena (Estado T), ya que la valina puede unirse a ésteres complementarios en cadenas de globina adyacentes

a b c c/polímero= 14 haces longitudinales= cuerpo tactoide Estructura cilíndrica, insoluble y rígida c Micrografía electrónica de fibras teñidas negativamente de HbS y la estructura deducida por reconstrucción de la imagen tridimensional. Las fibras reconstruidas esta presente como modelos de balones, (cada balón representa un tetrámero de HbS). Los modelos se presentan como la cubierta exterior (a), el núcleo interno (b) y una combinación de ambos filamentos el externo y el interno (c)

6º 2º 1º 4º 5º 3º 7º VCAM (vascular cell adhesion molecule )

SCAVENGING o BARRIDO DE OXIDO NITRICO (NO)

HEMOLISIS INTRAVASCULAR SCAVENGING de NO Y DISFUNCIÓN DE ENDOTELIO HEMOLISIS INTRAVASCULAR

Diagnóstico Anemia con HbS:

Otras variantes estructurales de Hb Hemoglobina C: fue la segunda variante a ser identificada electroforeticamente. Resulta de la sustitución de Lisina por Ac.Glutámico en la posición 6 de la cadena de  de globina. Existe un número de observaciones que sugieren que la Hemoglobina C es menos soluble que la Hemoglobina A y tiene tendencia a cristalizar en el eritrocito. Hemoglobina D: este termino se usa par describir un numero de variantes de hemoglobinas que tienen una velocidad de migración idéntica a HbS en una electroforesis a pH alcalino. La mas común de estas hemoglobinas es la Hb DLOS ANGELES, sus eritrocitos son normales excepto por el elevado numero de células target. Hemoglobina E: Es la variante más común en el mundo. Resulta de la sustitución de Acido Glutámico por Lisina en la posición 26 en la cadena  de globina.

Frotis de sangre. Enfermedad Hb SS con sickle- cells. Microscopia contraste de fase. Note 3 sickled cells con proyecciones (formación tactoide). Frotis de sangre. Enfermedad Hb SS con sickle- cells. Frotis de sangre de enfermedad con Hb CC. Numerosas target cells y una población de microesferocitos (hipercromática).De las células no esferociticas, virtualmete todas son target cells. Frotis de sangre de Enfermedad Hb SC. Note  frecuencia de target cells, característica de Hb C y las células son pequeñas y densas, irregular, refleja su contenido de Hb S.

FS de enfermedad Hb EE. Hipocromia, anisocitosis y target cells. FS de enfermedad con Hb C postesplenectomia. Note las inclusiones semejantes a una barra en dos células como resultado de cristalización de Hb C. Estas células son virtualmente removidas en pac. con bazo. Enfermedad de Hb CC postesplenectomia. Microscopia de contraste de Fase. Note la barra cristalina de Hb C in una célula. FS de enfermedad Hb DD. Note target cells en una población de esferocitas pequeños, poikilocitos, y pequeños fragmentos de GR. FS de enfermedad Hb EE. Hipocromia, anisocitosis y target cells.

II-Desordenes de Hemoglobinas Inestables Anemia Hemolítica de Cuerpos de Heinz Congénitos, (CHBA) (Congenital Heinz body hemolitic anemia) Tipo 1: Sustituciones en la vecindad del bolsillo del hem . La unión del hem a la globina involucra interacciones específicas con residuos de aminoácido no polares en las regiones CD, E, F, y FG

Desordenes de Hemoglobinas Inestables Anemia Hemolítica de Cuerpos de Heinz Congénitos, (CHBA) (Congenital Heinz body hemolitic anemia) Tipo 2: Ruptura Estructura Secundaria de -helice l Prolina no puede participar excepto como parte de uno de los tres residuos iniciales. Tipo 3: Mutaciones en la interfaz 11 Tipo 4 : Deleciones de aminoácidos Tipo 5: Cadenas Elongadas

Formación Cuerpos Heinz OxiHb (6HS) Formación Cuerpos Heinz NADH NAD+ - Superóxido dismutasa MetaHb (6HS) + O2 Hb sin hem Hemicromo 1 (Reversible) Hemicromo 2 (Irreversible) R H2O2 GSH Catalasa Cadenas precipitadas Precipita (4 HS) I Glutation peroxidasa GSSG Cuerpos de Heinz (unido MP) H2O LISIS

Mecanismo de formación de los Cuerpos de Heinz Auto-oxidación OxiHb Meta Hb + Ion Superóxido

Mecanismo de Hemólisis: Una teoría propuesta como mecanismo de hemólisis seria la siguiente (1º) un aumento de la oxidación y fosforilación de tirosina en la proteína AE1; unión de los hemicromos a la proteína Banda 3 (2º) reclutamiento progresivo de AE1 fosforilada en grandes complejos en membrana lo cuales contienen hemicromos y (3º) paralela lisis de los eritrocitos y una masiva liberación de vesículas que contienen hemicromos. AE1, anion exchanger1 =Banda3.

II-Mecanismos de Remoción Fagocítica de Eritrocitos : La secuencia de eventos sería: a- Unión de los hemicromos a la proteína Banda 3, b- Oxidación de los dominios citoplasmático de Banda 3, c- Generación de agregados de alto peso molecular de Banda 3 (clustering de banda 3) que une IgG y complemento, d- Opsonización con Ac anti- Banda3 e- Reconocimiento por parte del sistema mononuclear-fagocítico y fagocitosis por macrófagos.

Clasificación:

III-Variantes de Hemoglobinas con Afinidad Alterada al O2