Vinculan a la Polimerización de la Hemoglobina con la Hemólisis en los Sujetos con Anemia Falciforme

• AUTOR : Presley T, Perlegas A, Kim-Shapiro D y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Effects of a Single Sickling Event on the Mechanical Fragility of Sickle Cell Trait Erythrocytes
• CITA : Hemoglobin 34(1):24-36, 2010
• MICRO : Dado que una proporción destacada de la hemólisis intravascular es consecuencia de la lisis de células que incluyen polímeros de hemoglobina, muchos eritrocitos son destruidos durante su primer episodio de transformación falciforme.

 

Introducción

La anemia drepanocítica es una hemoglobinopatía autosómica recesiva que se caracteriza por la síntesis de hemoglobina S debida a una variante en el gen de la beta-globina. Esta alteración se atribuye al reemplazo en la posición beta-6 de un residuo de ácido glutámico por uno de valina. Como consecuencia, la hemoglobina S se polimeriza en condiciones de hipoxia, con modificaciones morfológicas de los eritrocitos y compromiso de su capacidad de deformación, incremento de su fragilidad y mayor tendencia a la oclusión microvascular. El proceso de hemólisis en los pacientes con anemia drepanocítica se asocia con una menor disponibilidad de óxido nítrico e incremento del estrés oxidativo.

El mecanismo de la hemólisis intravascular se relaciona tanto con la polimerización de la hemoglobina como con la agresión oxidativa. La deformación falciforme de los eritrocitos se hace irreversible después de los ciclos de oxigenación y desoxigenación. Los drepanocitos se deshidratan y pierden iones en condiciones de hipoxia, e incrementan su fragilidad. Si bien este parámetro puede mejorarse con una mayor oxigenación, no es posible revertir por completo el proceso. Por lo tanto, se estima que incluso los eritrocitos sin morfología falciforme se asocian con una mayor fragilidad. No resulta simple estimar la contribución relativa de la polimerización de la hemoglobina S y la agresión oxidativa en el proceso de hemólisis. En este análisis, los autores se propusieron cuantificar la fragilidad mecánica de los eritrocitos y su capacidad de deformación, en un modelo experimental con un canal de flujo.

Materiales y métodos

Se obtuvieron muestras de voluntarios con la mutación heterocigota (AS) u homocigota (SS) para la anemia drepanocítica, o bien con un genotipo normal (AA). La determinación de la fragilidad de los eritrocitos se llevó a cabo mediante la aplicación de fuerzas mecánicas de cizalladura y medición posterior de la hemólisis con técnicas de espectrofotometría. Se midió la absorción en un intervalo de 450 a 700 nm, con el objetivo de calcular la concentración de hemoglobina mediante las diferencias en este parámetro y los coeficientes de extinción. Fue posible determinar la constante de deformación, definida como una representación numérica de esta capacidad de los eritrocitos sobre la base de su longitud y ancho.

Las muestras evaluadas se sometieron a condiciones de oxigenación y desoxigenación mediante diálisis en medios salinos. Todos los datos reunidos se procesaron con pruebas estadísticas (prueba de la t de Student y análisis de varianza), y se definió como significativo un valor de p < 0.05.

Resultados

La capacidad de deformación se cuantificó en las células con genotipos AS, SS y AA por medio del análisis de la difracción de imágenes de los eritrocitos en un canal de flujo. Las tasas obtenidas se convirtieron en los correspondientes índices de cizalladura. De acuerdo con los expertos, la capacidad de deformación de los eritrocitos AS oxigenados no fue significativamente diferente de la observada para los glóbulos rojos con genotipo AA, por lo cual se conjetura que las propiedades reológicas de estas células heterocigotas no se encuentran alteradas in vivo. Por el contrario, la capacidad de deformación de los eritrocitos SS oxigenados resultó significativamente menor que la descrita para los glóbulos rojos AA, por lo cual se presume la presencia in vivo de deterioro de la función en términos reológicos, como consecuencia de la polimerización de la hemoglobina, el daño oxidativo o ambos.

El coeficiente de deformación celular de los eritrocitos con genotipo AA no se modificó por la presencia o la ausencia de oxígeno. En cambio, sí se asoció con repercusiones en la capacidad de deformación tanto de los glóbulos rojos con genotipo SS como con genotipo AS. Así, los expertos aseguran que la capacidad de estas células para deformarse fue menor en el contexto de un microambiente desoxigenado. Por lo tanto, sostienen que ambos tipos de eritrocitos contienen polímeros de hemoglobina en estas condiciones de mala oxigenación.

En otro orden, no se reconoció una correlación entre la presión parcial de oxígeno y la fragilidad mecánica de las células con genotipo AA. Como contrapartida, los investigadores describen que la desoxigenación se asoció con un incremento acentuado de la fragilidad de los glóbulos rojos con genotipo SS, atribuido a la polimerización de la hemoglobina S, con mayor tendencia a la hemólisis. La reoxigenación de los eritrocitos SS se vinculó con niveles de fragilidad similares al observado para aquellas células que no fueron sometidas a la desoxigenación. Si este aumento de la fragilidad mecánica de los eritrocitos SS desoxigenados se considera una consecuencia de la polimerización intracelular de la hemoglobina, se especula que su gran magnitud fue provocada por alteraciones preexistentes y originadas en procesos previos de polimerización y despolimerización in vivo, en el contexto del daño oxidativo.

Para confirmar esta sospecha, los autores evaluaron la fragilidad de los eritrocitos AS, caracterizados por un rasgo drepanocítico. Señalan que estos glóbulos rojos se asociaron con niveles de fragilidad similares a los descritos para los eritrocitos con genotipo AA. Estos resultados son congruentes con la hipótesis de que las células con genotipo AS no han sido previamente alteradas como consecuencia de la polimerización o la agresión oxidativa, dado que la presión parcial de oxígeno in vivo no disminuye lo suficiente como para inducir la polimerización de la hemoglobina S en estos eritrocitos. De todos modos, cuando estas células fueron expuestas a niveles de oxígeno nulos, se desencadenaron procesos de polimerización con aumento de la fragilidad mecánica. Cuando estos eritrocitos desoxigenados se expusieron a una nueva oxigenación, mantuvieron índices de fragilidad comparables a los descritos en las células de referencia.

Discusión

En coincidencia con otros ensayos previos, los autores mencionan que, independientemente del genotipo de los eritrocitos, la exposición a un creciente estrés mecánico se asocia con un incremento de la hemólisis. En el caso de los glóbulos rojos AA, la lisis celular fue normal tanto en condiciones de presencia como de ausencia de oxígeno, lo cual se interpretó como una confirmación de que estas células no se alteran como consecuencia de los cambios en la presión parcial de oxígeno. Por otra parte, los eritrocitos AS y SS adquirieron mayor fragilidad en un ambiente desoxigenado. Además, un único episodio de polimerización se asoció con un incremento de la fragilidad de los eritrocitos con genotipo AS, por lo cual se conjetura que estas células son más frágiles que los glóbulos rojos SS oxigenados que han padecido sucesivos episodios de transformación falciforme y agresión oxidativa in vivo.

En este contexto, los expertos aseguran que el nivel de polimerización de las células AS en condiciones de ausencia de oxígeno parece similar al verificado en muchos eritrocitos SS in vivo, o menor que él, debido a la mayor solubilidad de la mezcla de las hemoglobinas A y S, en comparación con la capacidad de disolución de la hemoglobina S aislada. De esta manera, una proporción relevante de la hemólisis intravascular se desencadena en las células que contienen polímeros.

Se hace hincapié en que, pese al porcentaje similar de hemólisis de las células AS y los eritrocitos SS en un entorno con baja presión de oxígeno, el volumen absoluto del proceso hemolítico fue superior en los glóbulos rojos con genotipo AS, debido al mayor hematocrito de las muestras. Se presume que los eritrocitos SS, debido a su fragilidad, son eliminados de la circulación mediante hemólisis intravascular o fagocitosis. Así, las células con genotipo SS que persisten en la circulación podrían resultar más resistentes a la fragilidad, atribuida a la polimerización.

Los expertos destacan que los glóbulos rojos que adquieren por primera vez una conformación falciforme por la desoxigenación son mucho más frágiles que los eritrocitos SS oxigenados que presentaron numerosos ciclos de transformación falciforme in vivo. De este modo, un porcentaje acentuado de la hemólisis parece ocurrir en aquellas células que contienen polímeros. Sin embargo, reconocen que la magnitud de este proceso in vivo no puede inferirse de los presentes resultados obtenidos en modelos in vitro, debido a las diferencias en las condiciones de cizalladura y en la duración de los episodios de oxigenación y desoxigenación.

Conclusiones

Los investigadores manifiestan que las alteraciones reológicas de las células SS en condiciones de anaerobiosis no se deben a un episodio único o prolongado de transformación falciforme, sino que parecen atribuirse a una sumatoria de procesos, como la agresión oxidativa. Asimismo, sostienen que una proporción destacada de la hemólisis intravascular se produce como consecuencia de la destrucción in vivo de células que incluyen polímeros de hemoglobina. De esta manera, concluyen que muchos eritrocitos padecen el proceso de hemólisis durante su primer episodio de transformación falciforme.

Especialidad: Bibliografía - Hematología