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Acta bioquímica clínica latinoamericana

versión impresa ISSN 0325-2957versión On-line ISSN 1851-6114

Acta bioquím. clín. latinoam. vol.51 no.3 La Plata set. 2017

 

HEMATOLOGÍA

Hemoglobinas inestables*

Unstable hemoglobins

Hemoglobinas instáveis

 

Silvia Judith Eandi Eberle1, Aurora Silvia Feliu Torres2

1 Bioquímica.
2 Médica.
* Subcomisión de Eritropatías de la Sociedad Argentina de Hematología.
Servicio de Hematología Oncológica. Hospital de Pediatría Juan P. Garrahan. Combate de los Pozos 1881. Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

CORRESPONDENCIA Bioq. Silvia J. EANDI EBERLE Servicio de Hematología Oncología Hospital de Pediatría Juan P. Garrahan Combate de los Pozos 1881 CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES, Argentina E-mail: seandi@garrahan.gov.ar


Resumen

Las variantes estructurales de hemoglobina son, en su mayoría, el resultado de sustituciones puntuales de aminoácidos en una de las cadenas de globina. En muchos casos, estas hemoglobinopatías son inocuas, mientras que en otros determinan alteraciones en la estabilidad y función de la hemoglobina, ocasionando manifestaciones clínicas de severidad variable. En las hemoglobinas inestables, las alteraciones disminuyen la solubilidad, y así facilitan la formación de complejos de hemoglobina precipitada y desnaturalizada (Cuerpos de Heinz) que ocasionan el daño de la membrana y finalmente la destrucción prematura de los eritrocitos. Representan una rara etiología de anemia hemolítica congénita. Hasta la actualidad se han descrito alrededor de 150 hemoglobinas inestables diferentes, la mayoría de las cuales ocasionan hemólisis crónica, exacerbada por infecciones o la ingesta de medicamentos. Su diagnóstico puede ser difícil, sobre todo en pacientes no esplenectomizados. Su identificación requiere inicialmente de la sospecha clínica, pero dado que las pruebas básicas de laboratorio pueden no ser concluyentes e inducir un diagnóstico erróneo, el estudio molecular será necesario para la confirmación.

Palabras clave: Hemoglobinas inestables; Anemia hemolitica; Cuerpos de Heinz.

Abstract

The structural hemoglobin variants mostly result from single amino-acid substitutions in globin chains. In many cases these are innocuous, but in others they may alter the stability or functional properties of hemoglobin, leading to clinical manifestations of variable severity. They represent a rare cause of congenital hemolytic anemia. Unstable hemoglobins cause alterations that reduce solubility, with increased tendency to Heinz Body formation, damaging red blood cell membrane and finally the premature destruction of red blood cells. Up to 150 unstable hemoglobins have been described; most of them cause chronic hemolytic anemia, aggravated by infections and or drugs. Diagnosis can be difficult, especially in non-splenectomized patients. Initially, identification requires a high degree of clinical suspicion, but due to the fact that basic laboratory tests might be inconclusive, molecular analysis is necessary for final confirmation.

Keywords: Unstable hemoglobins; Hemolytic anemia; Heinz body.

Resumo

As variantes estruturais de hemoglobina são, em sua maioria, o resultado de substituições pontuais de aminoácidos numa das cadeias de globina. Em muitos casos, estas hemoglobinopatias são inócuas, ao passo que em outros determinam alterações na estabilidade e função da hemoglobina, produzindo manifestações clínicas de severidade variável. Nas hemoglobinas instáveis, as alterações diminuem a solubilidade, facilitando a formação de complexos de hemoglobina precipitada e desnaturalizada (Corpos de Heinz) que ocasionam o dano da membrana e finalmente a destruição prematura dos eritrócitos. Representam uma rara etiologia de anemia hemolítica congênita. Até a atualidade foram descritas aproximadamente 150 hemoglobinas instáveis diferentes, a maioria das quais produzem hemólise crônica, exacerbada por infecções ou pela ingestão de medicamentos. Seu diagnóstico pode ser difícil, principalmente em pacientes não esplenectomizados. Sua identificação requer inicialmente da suspeita clínica, mas devido a que as provas básicas de laboratório podem não ser concluintes e induzir um diagnóstico errado, o estudo molecular será necessário para a confirmação.

Palavras-chave: Hemoglobinas instáveis; Anemia hemolítica; Corpos de Heinz.


 

Introducción

Los trastornos de las hemoglobinas pueden clasificarse, de manera general, en alteraciones cuantitativas o cualitativas.
Los defectos cuantitativos se caracterizan por la síntesis disminuida o ausente de alguna de las cadenas de globina, mientras que en los trastornos cualitativos la molécula sintetizada es diferente a la normal y alguna o varias funciones de la hemoglobina están alteradas.
Dentro de las hemoglobinopatías estructurales, las hemoglobinas inestables obedecen a sustituciones de aminoácidos en lugares críticos de la molécula que, al disminuir su solubilidad, facilitan la formación de complejos de hemoglobina precipitada y desnaturalizada que reciben el nombre de Cuerpos de Heinz (1).
Se han reportado más de 147 hemoglobinas inestables de un total de 1262 variantes descriptas. Sólo las variantes de cadena alfa, beta y gamma se asocian con manifestaciones clínicas, dado que las variantes de cadena delta, por su concentración baja, no ocasionan sintomatología (2).
Si bien la mayoría de las hemoglobinas inestables dan sintomatología en los heterocigotas, también se han descripto pacientes homocigotas (3).
Las hemoglobinas inestables han sido reportadas en diversos grupos étnicos, y casi un tercio de ellas son el resultado de mutaciones de novo, siendo los padres normales. Representan una etiología inusual de anemia hemolítica congénita, cuyo diagnóstico correcto suele ser difícil.

Fisiopatología

La anomalía primaria, responsable de la inestabilidad de la cadena de globina o de la hemoglobina, puede afectar la estructura secundaria (alfa hélice o zonas interhélice), la estructura terciaria tridimensional del monómero o la estructura cuaternaria.
Los mecanismos fisiopatológicos descriptos incluyen:

1. las anomalías en el bolsillo del hemo: el hemo no está unido firmemente a la globina y el agua entra al bolsillo hidrofóbico, determinando dímeros y tetrámeros sin hemo;
2.
la interferencia con la estructura alfa hélice: producto del reemplazo de un aminoácido por el aminoácido prolina o por la interferencia en las uniones interhélice alterando la estructura secundaria;
3.
el reemplazo de un aminoácido no-polar interno por uno polar afectando la estructura terciaria;
4.
la interferencia en la unión de las subunidades alfa beta, específicamente las uniones alfa1beta1, ocasionando la disociación en monómeros con la formación de metahemoglobina;
5.
la elongación de la cadena de globina (4).

Mecanismos moleculares

Desde el punto de vista molecular los mecanismos responsables de la aparición de las hemoglobinas inestables comprenden:

1. mutaciones puntuales;
2. mutaciones puntuales seguidas de modificaciones post traducción de la hemoglobina codificada;
3.
deleciones de un número variable de codones, que llevan a la pérdida de aminoácidos, incluyendo el sitio de unión del hemo;
4.
duplicación de codones en tándem, determinando la duplicación de aminoácidos;
5.
mutaciones que alteran el marco de lectura o codones de terminación, con síntesis de una cadena elongada.

De todos estos mecanismos moleculares la sustitución de un aminoácido es el más frecuente (4-7).

Fisiopatología de la anemia

Las hemoglobinas inestables poseen una tendencia variable a la formación de Cuerpos de Heinz, precipitados intraeritrocitarios resultado de la desnaturalización de la hemoglobina y de la formación de hemicromos.
Los hemicromos se generan cuando el hemo sale del bolsillo que lo contiene, y se une a otro sitio, luego de que las cadenas alfa o beta han sufrido cierto grado de desnaturalización.
Los Cuerpos de Heinz se unen a la superficie interna de la membrana eritrocitaria, principalmente a la porción citosólica N-terminal de la Banda 3, por uniones hidrofóbicas.
Los eritrocitos, que contienen estas inclusiones, al atravesar los sinusoides esplénicos son destruidos por un mecanismo conocido como pitting, en el cual una porción de la membrana es eliminada. Así, los eritrocitos discoides paulatinamente se transforman en esferocitos y son removidos de la circulación.
La membrana eritrocitaria también puede dañarse como resultado de la peroxidación y entrecruzamiento de las proteínas, secundaria a la presencia de hierro libre y hemo (2).
Se han descripto hemoglobinas inestables con afinidad alterada por el O2. Las variantes inestables que presentan alta afinidad por el O2 tienen menor grado de anemia, como consecuencia de la eritrocitosis secundaria al aumento de la eritropoyetina.

Manifestaciones clínicas

Las hemoglobinas inestables se caracterizan por presentar una amplia variedad de fenotipos los cuales están determinados por el grado de inestabilidad de la cadena de globina o de la hemoglobina variante. Los fenotipos observados son el resultado de:

1. cadenas alfa o beta muy inestables que al destruirse rápidamente hacen que no se detecte la cadena variante ni la hemoglobina, dando un fenotipo talasémico;
2.
la globina variante se une al hemo pero no se asocia a otras globinas, por lo tanto los Cuerpos de Heinz precipitan en los precursores eritroides, llevando a diseritropoyesis y eritropoyesis ineficaz, originando un cuadro de beta talasemia dominante que resulta de la herencia de una cadena beta superinestable;
3.
un grado menor de inestabilidad le permite a la hemoglobina variante ser sintetizada ocasionando anemia hemolítica;
4.
las variantes superinestables de cadena alfa son generalmente silentes pero si interactúan con alfa talasemia, el fenotipo puede ser: de Hb H, de anemia hemolítica o simular beta talasemia intermedia; en este último caso no hay Hb H detectable, hay diseritropoyesis y los estudios de síntesis de cadena muestran un aumento paradójico de la relación alfa: beta;
5.
un fenotipo con ambas características, de talasemia y de anemia hemolítica con Cuerpos de Heinz, puede ser producido tanto por un ritmo reducido de síntesis de la variante inestable como por la inestabilidad marcada, que lleva a la destrucción de la cadena variante o de los dímeros alfa beta antes de que ocurra el ensamblaje de los tetrámeros (8)(9).

El grado de anemia puede ser variable, dependiendo del mecanismo molecular subyacente, pudiendo aparecer los síntomas en la infancia, la niñez o la edad adulta (10-14). Las variantes con inestabilidad leve no presentan manifestaciones clínicas ni de laboratorio y sólo se detectan en el marco del tamizaje poblacional.
Los pacientes pueden presentar crisis aplásticas secundarias a infecciones, incluida Parvovirus B19.
Las crisis de hiperhemólisis también pueden ser producidas por infecciones y/o exposición a drogas oxidantes. Algunos pacientes agravan la anemia por deficiencia de ácido fólico.
La ictericia puede ser constante o episódica como así también la emisión de orinas oscuras como consecuencia de la eliminación de dipirroles.

Diagnóstico

El diagnóstico de las hemoglobinas inestables exige además de los métodos de laboratorio convencionales, una alta sospecha clínica, descartando otras causas de anemia hemolítica más frecuentes (15).
El laboratorio inicial incluye: el hemograma completo con la observación exhaustiva de la morfología eritrocitaria, la electroforesis de hemoglobina a diferentes pH y con diferentes soportes, la tinción con azul brillante de cresilo para evidenciar la presencia de los Cuerpos de Heinz y las pruebas del calor y de isopropanol (Carrel y Kay) para demostrar la inestabilidad de la hemoglobina.
El frotis de sangre periférica puede mostrar anemia, macrocitosis, policromatofilia, leve hipocromía, punteado basófilo y la presencia de hematíes contraídos o bite cell y esferocitos.
Durante las crisis hemolíticas existe un incremento en la policromatofilia y en el número de células contraídas y queratocitos. El hipoesplenismo funcional, consecuencia de la sobrecarga del sistema reticuloendotelial, puede llevar a la presencia de cuerpos de Howell-Jolly.
La concentración de hemoglobina puede estar leve, moderada o severamente disminuida. Existen individuos en los cuales la concentración de hemoglobina sólo disminuye durante los períodos de mayor hemólisis, alcanzando valores normales luego de la recuperación de la crisis. Si la variante de hemoglobina tiene afinidad aumentada por el oxígeno la hemoglobina será mayor. El volumen corpuscular medio (VCM) puede estar elevado (como consecuencia de la respuesta reticulocitaria) y la hemoglobina corpuscular media (HCM) y la concentración de hemoglobina corpuscular media (CHCM) pueden estar disminuidas. La reducción en HCM y CHCM puede atribuirse a la remoción de los cuerpos de Heinz por el bazo (4).
Puede observarse una disminución en el recuento plaquetario como consecuencia de la esplenomegalia.
Los resultados potencialmente engañosos de la electroforesis de hemoglobina representan un desafío en el diagnóstico correcto de las hemoglobinas inestables La electroforesis de hemoglobina normal no descarta el diagnóstico de hemoglobina inestable en pacientes con anemia hemolítica que no tienen otra explicación. Existen variantes que sufren una desnaturalización rápida, precipitación y degradación intraeritrocitaria, y otras variantes con carga eléctrica similar a la Hb A, impidiéndose así una identificación adecuada. En algunas variantes la concentración de Hb A2 y F está elevada, haciendo presumir el diagnóstico de β-talasemia (16). Sin embargo, en las personas con β-talasemia heterocigota no hay evidencia de hemólisis severa.
Otras veces puede aparecer en la electroforesis una banda o cola por detrás de la hemoglobina A, que representa la hemoglobina desnaturalizada, o con un grado variable de depleción del hemo. Es más probable que aparezcan tales bandas cuando las muestras no son frescas.
En el caso de las variantes de globina beta, las cadenas de alfa globina libres pueden formar discretas bandas cerca del origen o punto de siembra, justo por detrás de la Hb A2.
El recuento reticulocitario suele estar elevado, de manera constante o intermitente.
La detección de los Cuerpos de Heinz puede ser positiva o requerir una incubación de la sangre a 37 °C con azul brillante de cresilo por 24 horas para su identificación. En plena crisis hemolítica una prueba previamente negativa puede positivizarse como consecuencia del incremento de la proporción de formación de los Cuerpos de Heinz y la consecuente sobrecarga del sistema reticuloendotelial. En los pacientes esplenectomizados los cuerpos de Heinz son más fácilmente detectables.
Las pruebas de isopropanol y del calor debilitan las uniones de van der Waals, disminuyendo la estabilidad de la molécula de hemoglobina y en condiciones controladas evidencian la presencia de la hemoglobina inestable. La prueba del calor es más sensible y se sugiere que ambas se realicen de manera simultánea.
La curva de afinidad por el oxígeno puede estar alterada, encontrándose la P50 disminuida en un 30% de los pacientes, normal en el 20% e incrementada en el 50% (5). Las alteraciones observadas en la oximetría de pulso deberán ser una alerta en la búsqueda de este diagnóstico.
Los marcadores de hemólisis (bilirrubina total e indirecta, LDH, haptoglobina) se encuentran alterados.
En resumen, las hemoglobinas inestables son una causa infrecuente de anemia hemolítica y exigen una sospecha clínica alta, dado que con facilidad se plantean diagnósticos erróneos (membranopatías, enzimopatías u otras hemoglobinopatías). El diagnóstico final y preciso dependerá del análisis molecular del paciente y su grupo familiar.

Tratamiento

Se recomienda la suplementación con ácido fólico y evitar la ingesta de las drogas oxidantes que pudieran exacerbar la hemólisis.
La esplenectomía sólo está indicada en aquellos pacientes con hemólisis grave a fin de disminuir o anular el requerimiento transfusional.

Referencias bibliográficas

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Recibido: 27 de julio de 2016
Aceptado: 7 de julio de 2017

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