As investigações sobre a hemoglobina humana

ASPECTOS MÉDICOS

A hemoglobina é a principal proteína de muitas hemácias e pode ser estudada com mais facilidade do que outras proteínas humanas devido a facilidade de se obter sangue de muitas pessoas. Sabemos mais sobre a hemoglobina do que qualquer outra proteína e suas funções são e transportar oxigênio para todos os tecidos e dar cor aos glóbulos vermelhos.

As investigações sobre a hemoglobina humana começaram por causa de uma doença hereditária, a anemia falciforme, que é relativamente comum entre afro-americanos, onde os afetados apresentam dor músculoesquelética, e quadros de anemia hemolítica, por serem homozigotos para um gene, o que causa o traço falcêmico.

É o melhor sistema genético estudado em humanos e com isso, os conceitos e descobertas desenvolvidos com a sua análise podem ajudar a compreensão de outros fenômenos apresentados em outros campos da genética humana. As hemoglobinas apresentam evidências de ação de muitos mecanismos possíveis de mutação, o que contribuiu muito para a compreensão do papel das mesmas na evolução.

1.1 Genética das Hemoglobinas

A molécula de hemoglobina é formada pela globina que é a parte protéica, constituída por 4 cadeias polipeptídicas, denominadas alfa, beta, gama e delta, que formam os vários tipos de hemoglobinas se associando de duas em duas. As moléculas formadas são: HbA (Adulto): formada por duas cadeias tipo alfa e duas tipo beta, HbA2 (Adulto): formada por duas cadeias tipo alfa e duas tipo delta,

HbF (Fetal) – últimos meses de gestação e após um mês de nascimento já foi quase totalmente substituída pela HbA, HbA: formada por duas cadeias tipo alfa e duas tipo gama. E também é formada pelo Hemo, também chamado por grupo prostético, que compreende a protoporfirina (núcleo tetrapirrólico) e um átomo de Ferro 2+. Cada molécula do hemo se prende a uma subunidade da globina ao nível de um resíduo de histidina. Cada gene de globina possui uma sequência de aminoácidos específica.

1.2 Variantes de hemoglobina

Afetam determinado gene de hemoglobina e são caudadas por vários eventos que provocam mutações nela. Os mais comuns afetam um único aminoácido em uma cadeia de hemoglobina e são caracterizados por substituições de aminoácidos, com isso, vários tipos de doenças podem ser produzidas e que são divididas em quatro categorias: (a) anemia hemolítica causadas por hemoglobinas instáveis, (b) metemoglobinemia causadas por hemoglobinas que oxidam mais rapidamente, (c) eritrocitose causadas por afinidade anormal de oxigênio, o que causa hipóxia com produção de eritropoietina, e (d) distúrbios falcêmicos causados por distorção da membrana das hemácias.

Hemoglobinas Instáveis: Apresentam desde leve instabilidade até grave instabilidade, que provoca aumento da destruição das hemácias. O diagnóstico é difícil e pode requerer a análise em laboratório de cadeias precipitadas de globina isoladas.

Metemoglobinemia: Pode ser causada por deficiência enzimática de herança recessiva que causa uma anomalia de globina herdada de forma dominante. É comum nos pacientes uma hemólise branda e as mutações são manifestadas desde o nascimento.

Eritrocitose: é causada pelo aumento da afinidade pelo oxigênio, que reduz a liberação do mesmo para os tecidos, resultando em hipóxia que causa a liberação do hormônio eritropoietina, estimulando então a produção de hemácias. Pacientes com eritrocitose são ás vezes diagnosticados de forma errada, como tendo policitemia vera. Causa a anemia branda.

Distúrbios Falcêmicos: afeta a hemoglobina causando solubilidade e cristalização da mesma. Os pacientes com anemia falciforme herdaram o gene anormal de cada um de seus genitores. O grau muito baixo de hipóxia causa a polimerização e filamentos de alto peso molecular, que se agrupam para formar feixes de fibras. As membranas das hemácias adquirem um formato de foice por serem distorcidas por hemoglobina anormal e algumas dessas membranas são permanentemente afoiçadas e são destruídas prematuramente. A viscosidade do sangue é aumentada pelas células falcêmicas e isto impede a circulação em vasos sanguíneos pequenos, causando crises falcêmicas episódicas com quadros de dor abdominal e musculoesquelética. Depois de alguns anos, tecidos como o baço se atrofiam por causa de necrose.

Outras mutações também podem ocorrer, mas não são muito comuns, como deleções e duplicações de hemoglobinas.

Talassemias são doenças que tem como característica uma síntese geneticamente determinada, ausente ou diminuída, de uma ou outra das cadeias de hemolobina. A origem das talassemias é altamente heterogênea e ocorre mais em países em desenvolvimento e estão dispersas pelo mundo em áreas tropicais e subtropicais. a maioria das talassemias são causadas por deleção de genes.

1.3 Triagem e diagnóstico pré-natal das hemoglobinopatias

Graves e incapacitantes doenças na infância