Conoce todo sobre la Función de la Hemoglobina

La función de la hemoglobina posee un papel crítico en el cuerpo, ya que es la proteína de los glóbulos rojos que traslada el oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos del cuerpo. Como tal, los niveles anormales de hemoglobina o los tipos anormales de hemoglobina pueden inducir a una enfermedad grave. Si deseas conocer más acerca de este interesante tema continua leyendo este articulo…

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Función de la hemoglobina

La hemoglobina funciona mediante la unión y el transferencia de oxígeno desde los capilares en los pulmones a todos los tejidos del cuerpo. Igualmente desempeña un papel en el transporte de dióxido de carbono desde los tejidos del cuerpo hasta los pulmones. El óxido nítrico y el monóxido de carbono igualmente pueden unirse a la hemoglobina, ya que el monóxido de carbono se une con mayor facilidad que el oxígeno, la razón por la cual la intoxicación por monóxido de carbono es tan grave.

Alrededor del 95% del peso seco de los glóbulos rojos reside en hemoglobina, la sustancia necesaria para el transporte de oxígeno. La hemoglobina es una proteína; una molécula contiene cuatro cadenas polipeptídicas, cada cadena consta de más de 140 aminoácidos. A cada cadena se acopla una estructura química conocida como grupo hemo. El hemo se conforma de un compuesto orgánico parecido a un anillo conocido como porfirina, a la que un átomo de hierro está unido. (Ver también: Origen de la Filosofía)

Es el átomo de hierro que se une de forma reversible al oxígeno a medida que la sangre transita entre los pulmones y los tejidos. Hay cuatro átomos de hierro en cada molécula de hemoglobina, que, en consecuencia, pueden unirse a cuatro átomos de oxígeno. La compleja estructura de porfirina y proteína facilita el ambiente adecuado para el átomo de hierro, de modo que se une y libera oxígeno de forma adecuada en condiciones fisiológicas.

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La afinidad de la hemoglobina por el oxígeno es tan grande que a la presión del oxígeno en los pulmones, cerca del 95 por ciento de la hemoglobina está saturada de oxígeno. A medida que la tensión del oxígeno se reduce, como lo hace en los tejidos, el oxígeno se disocia de la hemoglobina y está disponible para moverse por difusión. A través de la membrana de los glóbulos rojos y el plasma a los sitios donde se utiliza. La proporción de hemoglobina saturada con oxígeno no es directamente proporcionada a la presión de oxígeno.

A medida que la presión del oxígeno disminuye, la hemoglobina libera su oxígeno con una rapidez desmedida, de modo que la mayor fracción del oxígeno puede liberarse con una caída respectivamente pequeña en la tensión del oxígeno. La afinidad de la hemoglobina por el oxígeno está establecida principalmente por la estructura de la hemoglobina, pero también está influenciada por otras condiciones dentro de los glóbulos rojos, en particular el pH y ciertos compuestos orgánicos de fosfato originados durante la descomposición química de la glucosa, principalmente 2,3- difosfoglicerato.

La hemoglobina es el portador de oxígeno en todos los vertebrados y algunos invertebrados. En la oxihemoglobina (HbO 2), que es de color rojo brillante, el ion ferroso (Fe 2+) está incorporado a los cuatro átomos de nitrógeno de la porfirina; los otros dos sustituyentes son una molécula de oxígeno y la histidina de la globina, el elemento proteico de la hemoglobina. (Ver también: Función del Nucléolo)

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La desoxihemoglobina (desoxi-Hb), como su nombre lo indica, es oxi-hemoglobina menos oxígeno, es decir, un tipo de hemoglobina reducida; es de color morado. La oxidación del ion ferroso de la hemoglobina provoca un compuesto férrico, la metahemoglobina, a veces llamada hemiglobina o ferrihemoglobina. El oxígeno de la oxihemoglobina puede ser desplazado por el monóxido de carbono, por el cual la hemoglobina posee una afinidad mucho mayor, lo que evita que el oxígeno llegue a los tejidos del cuerpo.

Las hemoglobinas de todos los mamíferos, aves y muchos otros vertebrados, son tetrámeros de dos cadenas α(Alfa) y dos cadenas β (beta). El peso molecular del tetrámero es 64.500; el peso molecular de las cadenas α y β es de cerca de 16,100 cada una, y las cuatro subunidades están adheridas entre sí por interacciones no covalentes. Si la hemina, el componente de la porfirina férrica, se elimina de la globina, el componente de la proteína, se obtienen dos moléculas de globina, cada una de las cuales se constituye de una cadena α y una cadena β; el peso molecular de la globina es de 32.200.

A diferencia de la hemoglobina, la globina es una proteína inconsistente que se desnaturaliza fácilmente. Si la globina nativa se prepara con una solución de hemina a valores de pH de 8 a 9, la hemoglobina nativa se reconstituye. La mioglobina, el pigmento rojo de los músculos de los mamíferos, es un monómero con un peso molecular de 16.000.

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Las hemoglobinas de los mamíferos difieren entre sí en su composición de aminoácidos y, por lo tanto, en su disposición secundaria y terciaria. Las hemoglobinas de rata y caballo se cristalizan muy sencillamente, pero las de los humanos, el ganado y las ovejas, porque son más solubles, son difíciles de cristalizar. La forma de los cristales de hemoglobina difiere en diferentes especies; además, la descomposición y la desnaturalización suceden a diferentes velocidades en diferentes especies. (Ver también: Función de un Gerente de Ventas)

Igualmente se halló que la sangre de los recién nacidos humanos posee dos hemoglobinas diferentes, cerca del 20 por ciento de su hemoglobina es una hemoglobina adulta (hemoglobina del tipo A) y el 80 por ciento es una hemoglobina fetal (hemoglobina del tipo F). La hemoglobina F persiste en el bebé durante los primeros siete meses de vida. La misma hemoglobina F asimismo se ha encontrado en la sangre de pacientes que padecen Talasemia, una anemia con una alta ocurrencia en las regiones que rodean el mar Mediterráneo.

La hemoglobina F posee, al igual que la hemoglobina A, dos cadenas α y las dos cadenas β, no obstante, han sido reemplazadas por dos cadenas γ bastante diferentes. Cuando la técnica de electroforesis se empleó por primera vez a la hemoglobina de los negros que sufrían anemia de células falciformes en 1949, se manifestó una nueva hemoglobina (hemoglobina del tipo S). Más de 200 hemoglobinas humanas diferentes han sido reveladas desde entonces. Difieren de la hemoglobina A normal en la composición de aminoácidos de la cadena α o β.

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Las hemoglobinas de algunos de los peces más bajos son monómeros que poseen un átomo de hierro por molécula. Se han hallado proteínas respiratorias similares a la hemoglobina en algunos invertebrados. La hemoglobina roja de los insectos, moluscos y protozoos se llama eritrocruorina. Se diferencia de la hemoglobina de los vertebrados por su elevado peso molecular.

Aunque las plantas verdes no poseen hemoglobina, se ha descubierto una proteína roja, llamada leghemoglobina, en los nódulos de la raíz de las plantas leguminosas. Parece ser originado por las bacterias fijadoras de nitrógeno de los nódulos de la raíz y puede estar implicado en la reducción del nitrógeno atmosférico a amoníaco y aminoácidos.

Estructura

La hemoglobina es una proteína en los glóbulos rojos que se conforma de cuatro cadenas. Cada una de estas cadenas posee un compuesto conocido como hemo, que a su vez posee hierro, que es lo que transporta el oxígeno en la corriente sanguínea. La hemoglobina es garante de la forma de los glóbulos rojos, que habitualmente aparecen como donas pero con un centro delgado en lugar de un agujero.

En condiciones en las que la hemoglobina es anormal, como la anemia de células falciformes, la consecuente forma inaudita de los glóbulos rojos puede causar problemas. El pigmento en la hemoglobina es responsable del color rojo de la sangre. Como todas las proteínas, el modelo para la hemoglobina existe en el ADN, que es el material que conforma los genes. Regularmente, un individuo posee cuatro genes que codifican la proteína alfa o cadena alfa. Otros dos genes codifican para la cadena beta. (Ver también: Función de un Gerente de Producción)

Dos genes añadidos codifican la cadena gamma en el feto. La cadena alfa y la cadena beta se hacen en cantidades exactamente iguales, a pesar de la cantidad diferente de genes. Las cadenas de proteínas se acoplan en el desarrollo de glóbulos rojos y persisten juntas durante la vida de los glóbulos rojos. Un nivel de hemoglobina habitualmente se verifica como parte de un  hemograma completo. El rango normal de hemoglobina varía según la edad y el sexo. El rango promedio de esta es de 14 a 18 g / dl para un macho adulto y de 12 a 16 g / dl para una hembra adulta.

Condiciones de la hemoglobina

Un nivel bajo de hemoglobina se conoce popularmente como anemia. Las causas de la anemia pueden contener cualquier cosa que interfiera con la hemoglobina o con la cantidad de glóbulos rojos presentes en el cuerpo. Con los glóbulos rojos, a su vez, puede haber una pérdida, como en el sangrado, una falta de producción en la médula ósea, debido a un daño en la médula ósea o al reemplazo de la médula por células tumorales, también, las células pueden alterarse en el torrente sanguíneo.

Hay varias causas posibles de una hemoglobina baja, entre ellas podemos mencionar:

  • Pérdida de sangre: Esto puede suceder debido a una cirugía, períodos menstruales abundantes, pérdida de sangre del tracto gastrointestinal o cualquier otra forma de sangrado. Las mujeres pre-menopáusicas son mucho más vulnerables que los hombres a tener un bajo nivel de hemoglobina debido a la pérdida mensual de sangre.
  • Falta de producción: la falta de producción de células en la médula ósea puede suceder debido a una insuficiencia de la médula ósea, como la anemia aplásica, o la infiltración de la médula ósea con cáncer, como leucemias o linfomas o tumores sólidos como el cáncer de mama metastásico).
  • Desglose de los glóbulos rojos: los glóbulos rojos pueden descomponerse (o hemolizarse) en escenarios como la anemia hemolítica.
  • Deficiencia nutricional: la ingesta inadecuada de hierro, que produce anemia por deficiencia de hierro, ácido fólico o vitamina B12, llamada anemia perniciosa.

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Las condiciones con una hemoglobina elevada, también producen situaciones asociadas con un nivel elevado de hemoglobina. En varios de estos casos, el aumento del nivel de hemoglobina es un mecanismo compensatorio para tratar de proporcionar más oxígeno al cuerpo. Algunas de las afecciones de una hemoglobina elevada son:

  • Padecimientos pulmonares como la EPOC y la fibrosis pulmonar.
  • Enfermedad cardíaca congénita, que es una enfermedad cardíaca que está presente al nacer.
  • Insuficiencia cardíaca derecha.

El nivel de hemoglobina puede estar elevado artificialmente, debido a la deshidratación. La hemoglobina igualmente puede estar regularmente elevada cuando las personas viven en alturas elevadas.Las condiciones en las que la hemoglobina posee una estructura anormal incluyen:

Anemia de células falciformes: la anemia de células falciformes es una afección hereditaria en la cual la hemoglobina anormal origina glóbulos rojos que poseen la forma de hoces. Estos glóbulos rojos pueden obstruir los vasos sanguíneos, lo que produce varios problemas. (Ver también: Función del Sistema Nervioso Central)

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Talasemia: las talasemias son hemoglobinas anormales hereditarias. Tanto la alfa talasemia como la beta talasemia poseen varios tipos diferentes, y los síntomas pueden variar de ninguno a grave. Las personas con estas afecciones frecuentemente tendrán anemia de por vida, y varias requieren transfusiones frecuentes. La talasemia intermedia asimismo se denomina “talasemia no dependiente de transfusión” y no se puede manifestar hasta la edad adulta.

Existen pruebas para evaluar los niveles de hemoglobina. Cuando un médico observa un nivel bajo de hemoglobina, igualmente observa otras pruebas de laboratorio que pueden ayudar a establecer la causa. Estos incluyen el recuento total de glóbulos rojos, índices de glóbulos rojos  como MCHC (es decir, concentración media de hemoglobina corpuscular), MCH (hemoglobina corpuscular media) y MCV (volumen corpuscular medio). Igualmente se puede realizar un nivel de ferritina sérica que suministra una indicación, de las cantidades de hierro en el cuerpo.

Tener niveles altos de hemoglobina es anormal en comparación con niveles bajos. Habitualmente, el trastorno se notará como parte de un análisis de sangre de rutina y el tratamiento se destinará a la causa subyacente de la enfermedad en la mayoría de los casos.  Los niveles altos de hemoglobina pueden corresponder a fumar, deshidratación, enfisema,  u otras afecciones pulmonares crónicas, problemas cardíacos crónicos, ciertos trastornos de la médula sanguínea como la policitemia vera y algunos cánceres de riñón o hígado.

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Vivir a grandes alturas igualmente puede causar altos niveles de hemoglobina como un mecanismo de adaptación natural para remediar la falta de oxígeno en el aire. Los síntomas de niveles altos de hemoglobina frecuentemente pueden estar relacionados con la condición subyacente que los está causando.

Los niveles bajos de hemoglobina se conocen usualmente como anemia. Otras afecciones relacionadas con los niveles bajos de hemoglobina incluye la enfermedad de células falciformes, que es un grupo de afecciones que hacen que la hemoglobina tenga una forma anormal y que los glóbulos rojos se alteren más fácilmente de lo normal. La enfermedad de células falciformes se consigue genéticamente.

Para elevar los niveles de hemoglobina, cuando la anemia es causada por una deficiencia de hierro, los médicos pueden ordenar suplementos de hierro para ayudar a desarrollar la producción de hemoglobina y glóbulos rojos. Asimismo se puede recomendar elevar la cantidad de hierro en la dieta a través del consumo de alimentos como:

  • Verduras de hoja verde, como la col rizada, acelgas, espinacas y berros
  • Cereales fortificados y panes
  • Arroz integral y avena
  • Frijoles y legumbres
  • Nueces y semillas
  • Carne, y pescado
  • Huevos
  • Fruta seca

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También existe la hemoglobinuria, que es un término utilizado para describir la presencia de hemoglobina en la orina. Por lo general, la hemoglobina no está presente en la orina, por lo que si se origina hemoglobinuria, puede ser un signo de una afección médica que requiere atención. La hemoglobinuria habitualmente hace que la orina tenga un color anormalmente oscuro.

Un hemograma completo, mide diferentes componentes de la sangre, incluidos los niveles de hemoglobina y el volumen de glóbulos rojos en relacion con el volumen total de sangre, una medida conocida como hematocrito. Como la hemoglobina está contenida dentro de los glóbulos rojos, ambos conteos tienden a corresponder entre sí: si los niveles de hemoglobina son altos, es posible que el hematocrito también lo sea, y viceversa.

Actualmente se dice que existe un vínculo entre la hemoglobina y el cáncer. Algunos tipos de cáncer pueden afectar los niveles de hemoglobina. Por ejemplo, la leucemia, el linfoma y otros tipos de cáncer que pueden provocar la pérdida de sangre, como el cáncer de colon, pueden llevar a niveles bajos, mientras que otros, entre ellos un tipo de cáncer de médula ósea llamado policitemia vera, puede hacer que los niveles aumenten.

También existe un vínculo entre la quimioterapia, un tratamiento habitual contra el cáncer y niveles bajos de hemoglobina o anemia. La quimioterapia maneja medicamentos administrados por vía intravenosa para destruir las células cancerosas. En algunos casos, algunos de estos medicamentos pueden atacar a los glóbulos rojos sanos, lo que lleva a la anemia.

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