Hemoglobina

Qué es la hemoglobina

El nombre data de 1864. Aquel año, el químico alemán Felix Hoppe-Seyler aisló en forma cristalina el pigmento rojo de la sangre y lo bautizó uniendo la raíz griega αἷμα (haîma), "sangre", con el latín globus, "esfera", más el sufijo -ina que en química orgánica designa las proteínas: "hemoglobina", la proteína esférica de la sangre. La Real Academia Española la define de forma sucinta: "proteína de la sangre, de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos". Antes de Hoppe-Seyler, Friedrich Ludwig Hünefeld había observado ya en 1840 que la sangre de la lombriz de tierra formaba cristales rojizos al secarse entre dos láminas de vidrio, pero no le puso nombre ni comprendió la naturaleza de lo que tenía delante.

Desde el punto de vista molecular, la hemoglobina es un tetrámero: cuatro subunidades proteicas ensambladas en una estructura compacta. Cada subunidad consta de una cadena de globina —una proteína plegada en forma de bolsillo— que aloja en su interior un grupo hemo, un anillo de porfirina con un átomo de hierro en estado ferroso (Fe²⁺) en el centro. Ese átomo de hierro es el que se une de forma reversible al oxígeno. En el adulto, la forma predominante es la hemoglobina A (HbA), compuesta por dos cadenas alfa y dos cadenas beta. Durante la vida fetal predomina la hemoglobina F (HbF), con cadenas gamma en lugar de beta; las cadenas gamma confieren a la HbF una afinidad por el oxígeno ligeramente más alta que la de la HbA, lo que permite al feto captar oxígeno de la sangre materna a través de la placenta.

Un apunte que a veces se olvida: si el hierro del grupo hemo se oxida a Fe³⁺ —lo que ocurre espontáneamente en un pequeño porcentaje de moléculas cada día—, la hemoglobina pierde la capacidad de unirse al oxígeno y pasa a llamarse metahemoglobina. La célula dispone de un sistema enzimático, la metahemoglobina reductasa, que recicla el hierro de vuelta a Fe²⁺ y mantiene la proporción de metahemoglobina por debajo del 1 %. Es un mecanismo de mantenimiento silencioso sin el cual la función respiratoria se deterioraría en pocas horas.

Cooperatividad y transporte de oxígeno

Lo que distingue a la hemoglobina de una simple proteína transportadora es que sus cuatro subunidades no trabajan de forma independiente. Cuando la primera de ellas capta una molécula de oxígeno, la estructura global del tetrámero se reajusta —un cambio conformacional conocido desde los trabajos de Max Perutz en la década de 1960— y las tres subunidades restantes se vuelven progresivamente más receptivas al oxígeno. El fenómeno se llama cooperatividad y tiene una consecuencia práctica enorme: la curva que relaciona la presión parcial de oxígeno con la saturación de la hemoglobina no es una línea suave, sino una sigmoide, una curva en forma de S.

Esa forma de S hace posible que la hemoglobina funcione como un transportador eficiente en dos escenarios opuestos. En los pulmones, donde la presión de oxígeno es alta, la hemoglobina se satura casi por completo; en los tejidos periféricos, donde la presión cae, libera una fracción considerable de su carga. Si la curva fuese hiperbólica —como la de la mioglobina, una proteína monomérica que capta oxígeno en el músculo—, la diferencia de saturación entre los pulmones y los tejidos sería mucho menor, y el transporte resultaría insuficiente para sostener el metabolismo de un organismo grande.

Varios factores modulan esa curva. El que más repercusión fisiológica tiene es el llamado efecto Bohr: en los tejidos metabólicamente activos se acumula CO₂ y el pH desciende, y esas condiciones desplazan la curva hacia la derecha, facilitando que la hemoglobina suelte oxígeno justo donde más se necesita. En los pulmones, al eliminarse el CO₂, el pH sube y la curva vuelve a su posición original, favoreciendo ahora la captación. El 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG), un metabolito del eritrocito, también reduce la afinidad por el oxígeno y contribuye a que la hemoglobina adulta libere su carga con eficacia; es, de paso, uno de los factores que explican por qué la HbF fetal capta oxígeno con más facilidad que la HbA: la hemoglobina fetal interacciona peor con el 2,3-DPG.

Aumento y disminución de la hemoglobina

La concentración de hemoglobina en sangre se sitúa, en adultos, en torno a 12-16 g/dL en mujeres y 13-17 g/dL en varones, aunque los intervalos varían según el laboratorio, la altitud geográfica y la edad. Cuando la cifra desciende por debajo del límite inferior, se habla de anemia: la capacidad de la sangre para transportar oxígeno se reduce, y el organismo pone en marcha mecanismos compensatorios —aumento del gasto cardíaco, redistribución del flujo sanguíneo— para mantener la oxigenación tisular.

Cifras por encima del intervalo de referencia apuntan a una policitemia, en la que el exceso de hematíes y de hemoglobina espesa la sangre y aumenta su viscosidad. La lectura de la hemoglobina no puede interpretarse fuera del contexto del resto del hemograma: el hematocrito, el recuento de hematíes y los índices eritrocitarios (VCM, HCM, CHCM, RDW) completan el cuadro y orientan la interpretación.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "hemoglobina"?

De la raíz griega αἷμα (haîma), "sangre", el latín globus, "esfera", y el sufijo -ina que designa proteínas. Felix Hoppe-Seyler acuñó el término en 1864 al cristalizar el pigmento rojo de la sangre. Literalmente significa "la proteína esférica de la sangre".

¿Por qué la sangre es roja?

Por el grupo hemo de la hemoglobina. El anillo de porfirina que rodea el átomo de hierro absorbe determinadas longitudes de onda de la luz visible y refleja las del espectro rojo. La sangre arterial, cargada de oxígeno, es rojo brillante; la venosa, con menos oxígeno, adquiere un tono rojo oscuro —nunca azul, pese a lo que sugiere el color de las venas vistas a través de la piel, que es un efecto óptico de la dispersión de la luz en el tejido subcutáneo.

¿Es lo mismo hemoglobina que hematocrito?

No. La hemoglobina mide la concentración de la proteína transportadora de oxígeno (en g/dL). El hematocrito mide la proporción del volumen sanguíneo que ocupan los glóbulos rojos (en porcentaje). Ambos descienden en la anemia y suben en la policitemia, pero son magnitudes distintas que se complementan.

¿Una hemoglobina baja siempre significa anemia?

En sentido estricto, sí: anemia se define operativamente como una concentración de hemoglobina por debajo del intervalo de referencia para la edad y el sexo del paciente. Otra cosa es la causa de esa anemia, que puede ir desde un déficit nutricional hasta una enfermedad de la médula ósea, y es lo que el médico investiga a partir de los demás datos del hemograma y de las pruebas complementarias.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Análisis de hemoglobina. MedlinePlus, prueba de laboratorio.
2. Braunstein EM. Evaluación de la anemia. Manual MSD, versión para profesionales.
3. National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI). Anemia: Diagnosis. NHLBI, National Institutes of Health.
4. Real Academia Española. Hemoglobina. Diccionario de la lengua española.