Globina

Qué es la globina

El término procede del latín globus («esfera»), en alusión a la forma redondeada que adopta la proteína al plegarse sobre sí misma. En 1849, Friedrich Ludwig Hünefeld observó cristales de hemoglobina en sangre de lombriz, pero fue Felix Hoppe-Seyler quien, hacia 1864, aisló la hemoglobina en forma cristalina y la identificó como una proteína compuesta por una parte orgánica coloreada (el hemo) y una porción proteica incolora que más tarde recibiría el nombre de globina.

Estructuralmente, cada cadena de globina es un polipéptido de entre 141 y 146 aminoácidos que se organiza en ocho segmentos de hélice alfa (designados A a H), con tramos de giro entre ellos. Este plegamiento crea una cavidad hidrofóbica donde se aloja el grupo hemo. La histidina proximal (posición F8) se coordina directamente con el hierro del hemo, mientras que la histidina distal (posición E7) estabiliza la unión del oxígeno sin ligarse al metal.

Tipos de cadenas de globina en el ser humano

El genoma humano codifica seis cadenas de globina principales, que se agrupan en dos familias génicas. La familia alfa se localiza en el cromosoma 16 y comprende las cadenas zeta (ζ), activa en el embrión temprano, y las cadenas alfa (α), que se expresan desde la vida fetal hasta la adulta. La familia beta ocupa el cromosoma 11 y contiene los genes de las cadenas épsilon (ε), gamma (γ), delta (δ) y beta (β), cuya expresión se sucede a lo largo del desarrollo en lo que se conoce como conmutación de la hemoglobina.

En el adulto sano, la combinación predominante es dos cadenas alfa y dos beta, lo que origina la hemoglobina A (HbA), que representa alrededor del 97 % del total. Un porcentaje menor corresponde a la hemoglobina A2 (α2δ2) y a restos de hemoglobina fetal (α2γ2). La hemoglobina fetal posee mayor afinidad por el oxígeno que la HbA, lo que facilita la captación de oxígeno desde la sangre materna a través de la placenta.

La superfamilia de las globinas

La globina de la hemoglobina y la mioglobina muscular son los miembros más conocidos de una superfamilia proteica cuyo origen se remonta a más de mil millones de años. Con el avance de la genómica se han identificado al menos otros dos miembros en mamíferos: la neuroglobina, expresada preferentemente en neuronas y células retinianas, y la citoglobina, presente en fibroblastos y diversos tejidos internos. Ambas fueron descritas en el año 2000 a partir de búsquedas de homología en bases de datos genómicas.

Las funciones de la neuroglobina y la citoglobina no están completamente definidas, pero su conservación a lo largo de la evolución vertebrada sugiere un papel relevante en la protección celular frente al estrés oxidativo y la señalización por óxido nítrico. Se diferencian de la hemoglobina y la mioglobina en que su hierro puede adoptar un estado hexacoordinado, con la histidina distal unida directamente al metal en ausencia de ligando externo.

Relevancia médica: hemoglobinopatías y talasemias

Las mutaciones en los genes de las cadenas de globina dan lugar a dos grandes grupos de enfermedades hereditarias del eritrocito. Las hemoglobinopatías estructurales implican la sustitución de un aminoácido concreto en la cadena: el ejemplo más conocido es la hemoglobina S, causante de la drepanocitosis, en la que un único cambio de ácido glutámico por valina en la posición 6 de la cadena beta provoca la polimerización de la hemoglobina en condiciones de baja presión de oxígeno.

En las talasemias, el problema no es la estructura de la cadena, sino su cantidad: la producción insuficiente de una de ellas genera un desequilibrio. El exceso de la cadena complementaria que precipita dentro del precursor eritroide y provoca eritropoyesis ineficaz y anemia hemolítica de intensidad variable.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra «globina»?

Del latín globus, que significa «esfera» o «bola». Describe la forma globular que adopta la proteína una vez plegada. El compuesto «hemoglobina» une el griego αἷμα (haîma, «sangre») con globina, lo que literalmente señala a la proteína esférica de la sangre.

¿Globina y hemoglobina son lo mismo?

No. La globina es solo la parte proteica. La hemoglobina es la molécula completa, formada por cuatro cadenas de globina y cuatro grupos hemo. Sin el grupo hemo, la globina no puede transportar oxígeno.

¿Por qué cambian las cadenas de globina durante el desarrollo?

Cada etapa del desarrollo (embrionaria, fetal, adulta) necesita hemoglobinas con afinidades por el oxígeno adaptadas a la fuente de suministro. La hemoglobina fetal capta oxígeno con mayor eficacia en la placenta, donde la presión parcial de oxígeno es baja, mientras que la hemoglobina del adulto lo cede con mayor facilidad en los tejidos periféricos. Este relevo, conocido como conmutación de la hemoglobina, implica el silenciamiento progresivo de unos genes de globina y la activación de otros.

¿Existen globinas fuera de la sangre?

Sí. La mioglobina se localiza en el músculo estriado y el miocardio, donde actúa como reserva local de oxígeno. La neuroglobina y la citoglobina, identificadas en el año 2000, se expresan en el tejido nervioso y en diversos tejidos internos, respectivamente, con funciones que aún se investigan.

Referencias

1. MedlinePlus. Hemoglobinopatías. Disponible en: medlineplus.gov
2. Burmester T, Hankeln T. «What is the function of neuroglobin?». J Exp Biol. 2009;212(10):1423-1428. Disponible en: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
3. Perutz MF. «Hemoglobin structure and respiratory transport». Sci Am. 1978;239(6):92-125. Disponible en: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
4. Hemoglobina. Wikipedia en español. Disponible en: es.wikipedia.org