Una malattia del sangue: l’anemia falciforme

Vorrei parlarvi di una molecola molto importante per la vita degli esseri viventi, l’emoglobina, e di una sua mutazione che causa una malattia, l’anemia falciforme.

L’emoglobina è una molecola famosa per la sua caratteristica di legare l’ossigeno, e in siti diversi il biossido di carbonio. Il primo indispensabile elemento per il metabolismo cellulare degli organismi e il secondo prodotto di scarto dei medesimi. Circa 280 milioni molecole di Hgb sono contenute in un singolo globulo rosso. Ha un peso molecolare do 66.500 e consiste di 4 gruppi eme non proteici leganti O2 e di 4 catene polipeptidiche.  Le 4 catene polipeptidiche sono formate a loro volta da 2 catene α e 2 catene β (HgbA); l’emoglobina fetale invece delle catene β ha le catene γ, caratteristica che conferisce una maggiore affinità per l’ossigeno e ne facilita il trasporto attraverso la placenta.  Ciascun gruppo eme contiene un atomo di ferro nella sua forma ridotta (Fe2+) e costituisce il sito di legame per l’ossigeno.

In una condizione ereditaria omozigote, nota come anemia a cellule falciformi o anemia falciforme, gli individui presentano una sostituzione aminoacidica, valina la posto dell’acido glutammico, nella catena β della molecola di emoglobina. La sostituzione di un amminoacido idrofilo con uno idrofobico abbassa la solubilità della proteina. Il gene mutato codifica per un’emoglobina anomala (HgbS) che, quando non è legata all’ossigeno (deossiemoglobina), forma un gel che distorce la naturale forma biconcava dei globuli rossi, convertendola a una forma a falce o a luna crescente. La falcizzazione dell’eritrocita non è costitutiva ma si determina in particolari condizioni, quali ipossia, incremento dell’acidità, innalzamento della temperatura e presenza di acido 2,3 bisfosfoglicerico: tutte condizioni che si verificano nel microcircolo Questa variazione di forma aumenta la tendenza dei globuli rossi a formare trombi o coaguli che ostruiscono i piccoli vasi, creando una condizione chimica nota come “crisi da cellule falciformi”. I sintomi di questa crisi variano a seconda della sede dell’ostruzione. Se si verifica nel sistema nervoso centrale il paziente subisce un ictus. Se si verifica nei polmoni, il paziente può sviluppare infarto polmonare (morte cellulare).

Anemia falciforme (Robert Berne and Matthew N. Levy, Fisiologia)

Gli individui omozigoti per il gene normale non manifestano la patologia. Una condizione di omozigosi per il gene mutato determina la malattia. Infine ci sono gli eterozigoti che hanno un allele mutato e l’altro allele normale, questi individui durante la sintesi proteica produrranno il 50% di emoglobina normale e l’altra metà con la beta-catena mutata. Questi individui in territori come l’Africa in cui la malaria è presente hanno una maggiore attesa di vita in quanto il Plasmodium falciparum, agente eziologico della malaria, che ha un ciclo di vita molto lungo e complesso, non riesce a riprodursi negli eritrociti dei soggetti portatori del gene mutato (sia omo che eterozigoti). Questo succede in quanto gli eritrociti contenenti l’emoglobina mutata E6V hanno una emivita più breve degli eritrociti normali. Se la molecola è nella forma omozigote la condizione clinica accorcia la vita. Tuttavia se la molecola è nella forma eterozigote la condizione non è a rischio di vita e i soggetti possono essere resistenti alla malaria. Pertanto s’instaura un vantaggio di sopravvivenza per gli individui eterozigoti che vivono nelle regioni del mondo infestate da malaria.

 Il morbo infettivo uccide ogni anno nel mondo un milione di persone, il 90% delle quali si trova in Africa sub-sahariana. La malattia è più frequente nell’Africa centro-orientale, nel sud dell’Arabia e tra le popolazioni dell’arco del mediterraneo si presenta in alcune zone di Italia, Spagna e Grecia.

Fonti:

  1. Robert Berne and Matthew N. Levy, Fisiologia

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