Polimorfismo genético y selección natural
Actualmente circula en las poblaciones humanas una cantidad colosal de variantes genéticas de la proteína eritrocitaria: existen más de 400 alelos de síntesis de hemoglobina. El mayor interés clínico y evolutivo lo presentan las hemoglobinas anormales, designadas con las letras S, C, D y E.
La gran frecuencia con la que aparecen estas proteínas anormales en las poblaciones sirve como ilustración clásica de cómo actúa la selección natural al mantener un polimorfismo genético equilibrado. Esto significa que la presencia de la mutación, a pesar de su potencial patógeno, asegura la supervivencia de la población bajo una fuerte presión de los factores ambientales.
Hemoglobina S (HbS) y anemia drepanocítica
La variante HbS es la base del desarrollo de una patología grave: la anemia drepanocítica. Se cree que esta mutación surgió hace aproximadamente 2000-3000 años y hoy en día está muy extendida en varias regiones de África.
- Alteración genética: Se produce una sustitución puntual de un aminoácido normal (ácido glutámico) por valina en la estructura de la proteína.
- Patogenia: La aparición de valina forma residuos hidrófobos. Estas zonas interactúan activamente con la valina de la cadena proteica vecina, lo que conduce a la polimerización de la hemoglobina. Como resultado, el propio eritrocito se deforma y adopta una característica forma de hoz.
- Ventaja: A pesar del desarrollo de la anemia, ser portador de HbS confiere una ventaja selectiva colosal. En los portadores heterocigotos de la mutación, se previene el desenlace mortal por infección de malaria tropicana en el 90% de los casos.
Hemoglobinas C y E: sustitución por lisina
A diferencia de la anemia drepanocítica, las mutaciones que conducen a la formación de las hemoglobinas C y E están asociadas con la sustitución del ácido glutámico por otro aminoácido: la lisina.
Hemoglobina C (HbC): Su principal característica es un marcado efecto protector dosis-dependiente contra la malaria. En estado heterocigoto, la mutación proporciona una protección del organismo del 30%. Sin embargo, en estado homocigoto (genotipo HbC/HbC), el nivel de protección frente a la infección aumenta hasta un impresionante 90%.
Hemoglobina E (HbE): En esta variante, la sustitución del ácido glutámico por lisina ocurre estrictamente en la posición 26 de la secuencia de aminoácidos.
- Epidemiología: La mutación surgió en la población humana de manera relativamente reciente, pero se distingue por una velocidad de propagación sumamente alta. En los países del Sudeste Asiático, la proporción de portadores alcanza el 50%.
- Significado clínico: Los homocigotos para HbE padecen una forma asintomática de anemia, adquiriendo al mismo tiempo una valiosa resistencia frente a la malaria terciana.
Hemoglobina H (HbH) y talasemia
La hemoglobina H está relacionada con un mecanismo radicalmente distinto de anomalía genética. Si las formas previas se deben a la sustitución de aminoácidos, aquí se trata de una alteración en la cantidad de cadenas sintetizadas.
- Esencia de la mutación: Se produce una inhibición parcial de la síntesis de la cadena alfa de la molécula de hemoglobina.
- Cuadro clínico: Se desarrolla una enfermedad grave: la talasemia, también conocida como anemia de Cooley. El pronóstico de esta patología es extremadamente desfavorable; se trata de una enfermedad congénita letal.
- Diagnóstico de laboratorio: La confirmación del diagnóstico se realiza mediante la microscopia de un frotis sanguíneo. Un signo característico es la presencia de eritrocitos de formas inusuales y tamaños atípicos, en cuyo interior se registra un contenido de hemoglobina críticamente bajo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué métodos de laboratorio se emplean para la identificación precisa de las fracciones de hemoglobinas anormales?
Para detectar la hemoglobina anormal se emplean métodos ordenados en la fuente según su eficacia diagnóstica creciente:
- prueba de hipoxia, para detectar eritrocitos falciformes;
- electroforesis de hemoglobina;
- electroforesis capilar de hemoglobina, para identificar los tipos de hemoglobina;
- cromatografía líquida de alta eficacia, para la evaluación cuantitativa de la proporción de los tipos de hemoglobina.
Para el diagnóstico de laboratorio de cribado también se indican la electroforesis capilar o la HPLC.
Para recordar las sustituciones de aminoácidos: HbS es Forma de Hoz (Sickle), sustitución por Valina (S/V). En las variantes HbC y HbE, el ácido glutámico es sustituido por Lisina (CE/L).
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué es el polimorfismo genético equilibrado tomando como ejemplo los eritrocitos?
Esto representa un compromiso evolutivo en el cual los alelos mutantes (por ejemplo, los genes de hemoglobinas anormales) no se eliminan de la población. Se conservan porque su presencia otorga a los portadores una ventaja potente: la resistencia a enfermedades endémicas como la malaria.
¿Por qué los eritrocitos cambian de forma en presencia de hemoglobina S?
Su base es la sustitución del ácido glutámico por valina. Los residuos de valina hidrófobos resultantes se unen a la valina de la cadena proteica vecina; la hemoglobina se polimeriza y estira mecánicamente la célula, dándole forma de hoz.
¿En qué se diferencian los efectos de las mutaciones HbC y HbE de la patogenia de la HbS?
En ambos casos se produce la sustitución del ácido glutámico por lisina, y no por valina. Provocan con menor frecuencia deformaciones graves en los eritrocitos; además, los homocigotos para HbE presentan únicamente una anemia asintomática, mientras que los homocigotos para HbC están protegidos contra la malaria en un 90%.
¿Cómo se diagnostica rápidamente la talasemia en el laboratorio?
La base del diagnóstico primario es la evaluación del frotis sanguíneo. El especialista descubre eritrocitos de morfología alterada y tamaños diversos, que se distinguen por una saturación de hemoglobina anormalmente baja.
Qué más repasar sobre el tema
- Patogenia de la hemoglobina polimerizada intravascular en la HbS
- Bases genéticas de la supresión de la síntesis de la cadena alfa en la talasemia
- Diferencias en la protección frente a la malaria tropicana y terciana
- Diseminación y significado clínico de la hemoglobina D
- Mecanismos de formación de la anemia asintomática en la mutación HbE
Estudia el tema completo en el curso de «Biología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre «Hemoglobinas anormales» y otras 3 793 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 130 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «La población como unidad elemental de la evolución»
Videotutoriales gratuitos: biologíaLecciones cortas con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.