Metahemoglobina

Qué es la metahemoglobina

El nombre combina el prefijo griego meta-, que aquí no señala "más allá", como en metafísica, sino cambio o transformación, con hemoglobina, la proteína que Felix Hoppe-Seyler bautizó en la década de 1860 al aislar el pigmento de la sangre. Fue el propio Hoppe-Seyler quien, en esos mismos trabajos sobre el espectro de absorción del pigmento sanguíneo, describió por primera vez esta variante oxidada y la distinguió de la hemoglobina normal. El cambio que da nombre a la molécula es sutil a escala atómica: un único electrón menos en el hierro central. Sus consecuencias funcionales, sin embargo, son profundas.

Estructuralmente, la metahemoglobina conserva la misma cadena de globina que la hemoglobina normal. Lo que cambia es el estado de oxidación del hierro del grupo hemo, que en condición férrica ya no puede coordinar una molécula de oxígeno del modo en que lo hace el hierro ferroso. En su lugar, suele quedar unido a una molécula de agua o a un ion hidroxilo, y esa ocupación del sexto lugar de coordinación es la que bloquea el transporte de oxígeno en la subunidad afectada.

Formación y reducción

La oxidación del hierro hemo no es un fallo raro ni puntual. Ocurre de manera espontánea y constante, como resultado de la propia reacción de la hemoglobina con el oxígeno molecular. En condiciones normales, la proporción de metahemoglobina circulante se mantiene por debajo del uno o dos por ciento del total de hemoglobina, gracias a un sistema de reducción que trabaja de forma continua para devolver el hierro a su estado ferroso.

La vía principal de esa reducción depende de una enzima, la citocromo b5 reductasa dependiente de NADH, que transfiere electrones al hierro férrico y lo devuelve a su forma funcional. Existen además dos vías secundarias, de menor peso cuantitativo: el ácido ascórbico y el sistema del glutatión. Ninguna de las dos sustituye a la citocromo b5 reductasa quien, cuando falla por defecto genético o se ve superada por una exposición externa a sustancias oxidantes, deja de bastar para mantener los niveles bajos.

Diferenciación con otros derivados de la hemoglobina

No todos los cambios que sufre la hemoglobina según lo que transporta implican oxidación del hierro. La oxihemoglobina y la desoxihemoglobina son, ambas, hierro ferroso: la diferencia entre ellas es solo la presencia o ausencia de oxígeno unido de forma reversible. La carboxihemoglobina resulta de la unión del monóxido de carbono a ese mismo sitio de coordinación, también sin cambiar el estado de oxidación del hierro. La metahemoglobina es de otra naturaleza: ahí sí hay una oxidación real del metal, y por eso no puede revertirse simplemente retirando el gas que la originó.

Existe todavía un cuarto derivado, la sulfahemoglobina, formada por la incorporación de azufre a la estructura del grupo hemo tras la exposición a ciertos fármacos o compuestos sulfurados. Ese cambio, al contrario que la oxidación del hierro, no se revierte durante toda la vida del eritrocito que la porta. El exceso patológico de metahemoglobina en sangre recibe un nombre propio, la metahemoglobinemia, que designa el trastorno clínico y no la molécula en sí misma.

Preguntas frecuentes

¿Es la metahemoglobina una enfermedad?

No. Es una molécula que toda persona tiene en su sangre en proporción mínima y de forma fisiológica. El trastorno asociado a su exceso tiene nombre propio, la metahemoglobinemia, y es esa entidad, no la molécula, la que se considera patológica.

¿Por qué el prefijo meta- significa aquí cambio y no más allá?

Porque el griego metá es una preposición con varios sentidos según el contexto en que se emplee: después, entre, con, y también cambio de lugar o de naturaleza. La química del siglo XIX recurrió sobre todo a este último sentido para nombrar sustancias transformadas a partir de otra ya conocida, como ocurre aquí. El sentido de "más allá de" que popularizó la metafísica aristotélica es, en realidad, una lectura posterior y bastante distinta del mismo prefijo.

¿Qué porcentaje de metahemoglobina se considera normal?

Por debajo del uno o dos por ciento del total de hemoglobina circulante. Ese margen basal existe en cualquier persona sana y no requiere ninguna intervención.

¿Puede el organismo reducirla sin ayuda de ninguna enzima?

De forma muy limitada. Existe una vía no enzimática, mediada por el ácido ascórbico, pero su capacidad es baja frente a la de la citocromo b5 reductasa. Por eso un defecto en esta enzima, aunque exista la vía alternativa, basta para que la metahemoglobina se acumule por encima de lo habitual.

Referencias

1. MedlinePlus (NIH). Derivados de la hemoglobina.
2. StatPearls (NCBI Bookshelf). Methemoglobinemia.
3. National Center for Biotechnology Information (NCBI/NIH). Cytochrome b5 reductases: redox regulators of cell homeostasis.
4. Journal of the History of Biology (Springer). Blood and hemoglobin: the evolution of knowledge of functional adaptation in a biochemical system.