Emoglobina e Anemia

EMOGLOBINE PATOLOGICHE

Le modificazioni che interessano le emoglobine patologiche sono dovute ad alterazioni a livello genico che possono consistere in mutazioni puntiformi, cioè quando si ha la sostituzione di un aminoacido, o in maggiore o minore attività dei geni corrispondenti. Per le catene a i geni corrispondenti si trovano sul cromosoma 16, esiste un gene per la catena x, embrionale, e 2 geni per le catene a. Quindi in ogni individuo ci sono 4 alleli per le catene a e 2 alleli per le catene x. Per le catene b i geni corrispondenti si trovano sul cromosoma 11, esiste un gene per le catene b, 2 per le catene g, 1 per le catene e e 1 per le catene d. Le modificazioni più studiate causano mutazioni puntiformi sulla catena polipeptidica e quelle più studiate causano l’emoglobina S e l’emoglobina C.

Nell’Emoglobina S si ha la sostituzione in posizione 6 della catena b di un acido glutammico con una valina, in questo caso non si ha una sostituzione conservativa, perché il glutammato che ha una carica negativa viene sostituito da un aminoacido idrofobico, che non ha cariche. Questo determina modificazioni strutturali dell’emoglobina che si riflettono anche in una diversa funzionalità. L’emoglobina S è responsabile dell’Anemia Falciforme, che si chiama così perché i globuli rossi assumono una forma allungata a falce.

Questa sostituzione causa un legame idrofobico in una tasca posta nella subunità di fronte, così si vengono a formare dei nuovi legami idrofobici tra le catene b e avvengono modificazioni strutturali soprattutto della forma deossigenata dell’emoglobina. Così si viene a formare come un incastro tra emoglobine adiacenti, le quali formano fibrille allungate. Queste fibrille, invece di rimanere solubili, tendono ad aggregarsi e a precipitare all’interno del globulo rosso, conferendogli una forma a falce.


Questi globuli rossi non vengono più riconosciuti come normali quando passano attraverso i sistemi di controllo, quindi vengono rimossi più velocemente dal circolo e c’è una diminuzione del loro numero nel circolo, questo causa anemia. Si può avere la situazione estrema, cioè dell’individuo omozigote, dove entrambe le catene b sono modificate e questa è la situazione più grave, è la malattia conclamata, poi ci sono individui eterozigoti, che possono condurre una vita normale, escludendo le situazioni di ipossia, cioè presentano dei problemi in situazioni di carenza di O2.

La presenza dell’Emoglobina S può rappresentare un vantaggio in certe popolazioni africane, dove individui che presentano il tratto eterozigote dell’emoglobina S sono avvantaggiati rispetto ad individui che non presentano questa mutazione. Questi individui presentano una forma di protezione rispetto alla malaria. Il responsabile della malaria è il Plasmodium Falciparum, che si annida e si moltiplica, cioè conduce il suo ciclo vitale all’interno dei globuli rossi. Quindi gli individui con emoglobina S sono avvantaggiati rispetto alla malaria, perché i globuli rossi hanno un emivita minore e quindi vengono rimossi prima che il ciclo vitale di questi plasmodi sia compiuto, quindi non si possono riprodurre.

Oltre all’emoglobina S c’è l’emoglobina C, che è dovuta sempre a una mutazione puntiforme di acido glutammico in posizione 6, che però questa volta viene sostituito da una lisina. Questo tipo di anemia non è grave. Poi ci sono patologie dell’Emoglobina dovute alla scarsa o mancata attività dei geni responsabili della sintesi delle varie subunità. Le subunità sono a e b e la diminuita produzione di queste catene viene chiamata talassemia, che può essere talassemia a o b.

Talassemia α:

I geni delle catene a sono 2, quindi si possono avere 4 alleli. Si può avere la mancanza di 1 o 2 alleli e questo non determina grosse patologie, i problemi si hanno quando vengono a mancare 3 o 4 alleli. La mancanza di 3 alleli dà origine ad emoglobina H o di Barr, che contiene 4 subunità g o b, lo svantaggio è che questa emoglobina non presenta cooperatività, per cui l’andamento della curva non è più di tipo sigmoide, ma di tipo iperbolico, quindi la quantità di O2 ceduta ai tessuti risulta diminuita e queste persone vanno incontro a problemi di ipossia.

Talassemia ß:

Anche qui ci può essere l’individuo eterozigote, con solo un allele b, che presenta la talassemia b minore. Essi possono avere problemi di ipossia in determinate condizioni. La talassemia b più grave è quella dove non si ha produzione di catene b. I bambini che nascono con questo problema sono normali perché nell’embrione e nel feto le catene b sono sostituite dalle catene e o g. Però con la crescita, quando l’emoglobina F deve essere sostituita da emoglobina A i problemi si presentano: i bambini devono essere sottoposti a trasfusioni, però essi sono destinati a morire perché le continue trasfusioni portano a degli accumuli di ferro all’interno di questi organismi, che a lungo andare non vengono tollerati e portano alla morte.