1ENZIMOPATIAS ERITROCITARIAS

Qumica Biolgica Patolgica

Dra. Silvia Varas

qbpatologica.unsl@gmail.com

I-Deficiencia G6PD

II- Def. Piruvato Quinasa

Tema:3 (Bolilla3)

Programa QBP

TEMA 3: Alteraciones en el metabolismo de hemoglobina: Hemoglobinas estructurales y Talasemias, Consecuencias clnicas y metablicas, diagnsticobioqumico y molecular. Mecanismo molecular del defecto gentico.

Enzimopatas eritrocitarias: deficiencia de piruvatoquinasa y glucosa 6-fosfato deshidrogenasa.

Deficiencia de Glucosa 6 P-deshidrogenasa

Historia

Pitgoras (582-507 a. C.)

Habas (Vicia faba)

1- Teora Txica

2Historia

2- teora alrgica asociado al consumo de las habas, en un principio no se haba asociado a una enfermedad heredable.

3-Una tercera etapa fue el reconocimiento de una anemia hemoltica causado por drogas.

Historia

La primaquina es una droga usada para el tratamiento de la malaria.

Se acuo el termino de primaquinasensible a los eritrocitos de los individuos con esta deficiencia

El estadio final del descubrimiento por Carson y col. (1956) quien demostraron que el defecto metablico primario en sujetos susceptibles a la primaquina esta asociada a una baja actividad de la G6PD en los eritrocitos.

Hacia 1958, Gross et al., por un lado y Szeinberg et al. por otro, determinaron que la deficiencia enzimtica tena una base hereditaria y sugirieron que estaba ligada al sexo.

Gen G-6PD

3G6PD En los eritrocitos se encuentra en sus formas dimrica y tetramrica y

las dos formas estan en un equilibrio dependiente de pH, con iguales proporciones a pH neutro

Figura N2: Un dmero de glucosa-6-fosfato deshidrogenada humano. Subunidades A y B son de color rojo y azul. Las molculas estructurales de NADP+ sedibujan en un modelo y es de color azul oscuro.

La actividad cataltica slo se inicia cuando se establece una asociacin en estado de equilibrio entre las formas dimrica y tetramrica. Tal asociacin requiere de la presencia de NADP.

La disminucin del pH provoca un cambio hacia la forma tetramrica

Ruta de las Pentosas Fosfato de Oxidacin

4 Reacciones en los eritrocitos en las que se produce y es destoxificado de H2O2

glutatin reductasa

glutatin peroxidasaGSSG: glutathione disulfide(oxidized glutathione)

Anin Superoxido

R

I

OxiHb (6HS)

Hemicromo 1 (Reversible)

Hemicromo 2 (Irreversible)

Precipita (4 HS)

LISIS

Hb sin hem

Cadenas precipitadas

NADH

NAD+

H2O2

H2O

Superxidodismutasa

Glutationperoxidasa

GSH

GSSG

Formacin Cuerpos Heinz

Cuerpos de Heinz (unido MP)

MetaHb (6HS) + O2

Catalasa

-

Mecanismo Molecular de Lisis

La posible secuencia de eventos seria: Los hemicromos se unen a banda 3, catalizan la

oxidacin de Banda 3. Entrecruzamiento oxidativo de Banda 3. Inmediata asociacin con Syk (Spleen tyrosine

kinase), fosforilacin de treoninas de Banda 3. La fosforilacin marca la disminucin de afinidad

con la anquirina y liberacin del citoesqueleto (espectrina/actina).

Aumenta la movilidad lateral en la bicapa (clustering) de Banda 3.

Formacin de agregados de Banda 3. Progresiva vesiculacin. Perdida de la membrana plasmtica y LISIS celular

5 Tomado de: Pantaleo A, Ferru E, Carta F, Mannu F, Simula LF, et al. (2011) Irreversible AE1 Tyrosine Phosphorylation Leads to MembraneVesiculation in G6PD Deficient Red Cells. PLoS ONE 6(1): e15847

Deficiencia de G6PD

G6PD deficiencia es un defecto gentico hereditario ligado-X.

El defecto es causado por mutaciones en el gen G6PD, que resulta en variantes de protena con diferentes niveles de actividad enzimtica,

Esto esta asociado a una amplia rango de fenotipos clnicos y bioqumicos.

La prevalencia global es estimada en 4,9%, con alrededor de 330 millones de personas afectados en todo el mundo.

Deficiencia de G6PD: Variantes De acuerdo con su nivel de actividad, las

variantes de la enzima, se agruparon en cinco clases, que son:

Clase 1: Deficiencia severa de la enzima con anemia hemoltica crnica no esferoctica(CNSHA).

Clase 2: Deficiencia enzimtica severa (1- 10% actividad residual) asociado con anemia hemoltica aguda.

Clase 3: Deficiencia enzimtica moderada (10%- 60%, actividad residual).

Clase 4: Actividad Normal (60%-150%). Clase 5: Actividad enzimtica por encima de lo

normal (>150%).

6Manifestaciones Clnicas:

1-Anemia Hemolitica inducida por drogas

2-Anemia Hemolitica inducida por infeccin

3-Favismo

4- Bilirrubina Neonatal

1-Anemia Hemoltica inducida por drogas

Son asintomtico hasta la administracin de un frmaco.

1-Anemia Hemoltica inducida por drogas

El paciente desarrolla fiebre, orina de color negro(Hemoglobinuria), ictericia y anemia

La necrosis tubular aguda puede complicar el episodio hemoltico severo

Cuando ingieren drogas o qumicos que desencadenan la hemlisis masiva intravascular

En algunos pacientes, la coagulacin intravascular diseminada (CID), puede ser una complicacin

1-Anemia Hemoltica inducida por infeccin

el estrs oxidativo, por lo que disminuye la capacidad protectora de la clula.

La necrosis tubular aguda puede complicar el episodio hemoltico severo

Una teora es que la generacin de H2O2 por los PMN neutrfilos puede provocar una disminucin en la cantidad de glutatin reducido

En algunos pacientes, la coagulacin intravascular diseminada (CID), puede ser una complicacin

Virus Hepatitis A y B, citomegalovirus, pneumonia, y fiebre tifoidea son causas comunes

71 y 2-Anemia Hemoltica: CONSECUENCIAS

Fatiga

Dolor de Espalda

Anemia

Ictericia

Bilirrubina No Conjugada y Lactato Deshidrogenasa,

Y Reticulocitosis son los marcadores del desorden.

3-Favismo

Consumo de habas frescas Las sustancias txicas asociadas son Divicina,

isouramil, y convicina. Manifiesta 24 hs luego de la ingesta Hemoglobinuria es mas severa que la

causada por las crisis hemolticas producidas por drogas o infeccin (con Bilirrubina baja).

Anemia es generalmente aguda y severa, genera falla renal aguda debido a isquemia o a la precipitacin de hemoglobina

4- Bilirrubina Neonatal

Cerca de 1/3 de los neonatos varones nacidos con ictericia neonatal tienen deficiencia de G6PD

La ictericia neonatal puede ser subclnica o llevar al kernicterus, que consiste en dao cerebral y de los nervios auditivos por niveles elevados de bilirrubinemianeonatal no conjugada, y puede llevar a discapacidad intelectual, parlisis cerebral, sordera y muerte.

Bilirrubina NeonatalBilirrubina Libre/ Bilirrubina Total. 100 = 80%

84- Bilirrubina Neonatal

Hacer estudios para Def. G6PD: A los neonatos (1-4d) que desarrollan hiperbilirrubinemia(bilirrubina No Conjugada o Libre (indirecta) concentraciones mayores que 8,8mg/dl [150M/L]) Bilirrubina Indirecta >95%de la Total dentro de las primera 24 h de vida, o en aquellos con antecedentes familiares de hermanos con ictericia

CARACTERSTICAS DE LABORATORIO

Anemia y reticulocitosis

Cuerpos de Heinz

La presencia de clulas crenadas o equinocitos

Control Normal

El Test de cuerpos de Heinz para la sensibilidad de la primaquina(Deficiencia de G6PD).

Las clulas (derecha) son de un donante sensible (G6PD-deficiencia), las

Deficiencia de G6PD

Una tincin histoqumica indirecta de los eritrocitos de un paciente heterocigoto para la deficiencia de G6PD que sufra de malaria adquirida de forma natural. Las clulas ms pigmentadas son aquellos que contienen actividad normales G6PD. Ellos contienen el mayor porcentaje de parsitos de la malaria, como se muestra por las flechas

9El diagnstico definitivo

Medir la actividad enzimtica de G6PD en eritrocitos, por mtodos cuantitativos con anlisis espectro-fotomtrico de la tasa de produccin de NADPH a partir de NADP+ a 340nm

Deficiencia de Piruvatoquinasa

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Deficiencia de PQ

PK deficiencia (OMIM 266200) es la causa hereditaria ms comn de anemiahemoltica no esferoctica (HNSHA)

La enfermedad se hereda de forma autosmica recesiva

Muestra una distribucin en todo el mundo.

La prevalencia estimada es de 51 casos por milln (es decir, 1:20.000) en la poblacin blanca.

Piruvato QuinasaDeficiencia

La mutacin 1529G A es la mas comn en USA y en centro y norte de Europa;

La mutacin 1456C T es la que prevalece en el sudeste de Europa;

Y la mutacin 1468C T es la mas comn en Asia.

Caractersticas Clnicas Anemia hemoltica crnica variando en severidad

desde asintomtica y totalmente compensada a casos con requerimientos de trasfusiones a lo largo de la vida.

Grados variables de ictericia suave a moderada esplenomegalia

Elevadas concentraciones de 2,3-DPG

Otros efectos clnicos incluyen retraso del crecimiento, kernicterus, hidropesa fetal, ulceras crnicas en las piernas, pancreatitis aguda secundaria a enfermedad del tracto biliar, sobrecarga de hierro, absceso esplnico, compresin del cordn espinal por tejido hematopoytico extramedular y flebitis migratoria con trombosis arterial esta son raras complicaciones.

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Los bajos niveles de hemoglobina pueden ser tolerados debido a una disminucin de la afinidad del oxigeno inducido por elevadas concentraciones de 2,3-DPG, caracterstica de deficiencia de PK

Hallazgos Hematolgicos

Equinocitos

En pacientes con esplenectoma se pueden observar siderocitos, clulas target, y cuerpos de Howell-Jolly

La formacin de cuerpos de Heinz incubados puede estar incrementada.

Al ser una anemia hemoltica, se observa una disminucin en la concentracin de haptoglobina e hiperbilirrubinemia indirecta e incremento en la

excrecin de

urobilingeno fecal.

Tincin de clulas con Azul dePrusia

Equinocitos (clula crenada)

Diagnstico

Disminucin de la actividad de PK en los eritrocitos.

Los pacientes homocigotas para PK deficiencia la actividad es de un 5-25% de la observada en un eritrocito normal y

de un 40-60 % en portadores heterocigotos.

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Bioqumica y Biologa Molecular:Isoenzimas Naturales

Las isoenzimas relacionadas a un tejido son generalmente homotetrmeros de subunidades de 50 a 60 kDa, productos de genes localizados sobre el cromosoma 1 y 15.

PK-M2: determinado en el locus 15q22, puede ser considerado la isoenzima natural prototipo, es la forma presente en varios tejidos durante la vida fetal temprana. Pero PK-M2 persiste como la forma principal en leucocitos, plaquetas, pulmn, rin, bazo, tejido adiposo y como un componente menor en hgado.

PK-M1: es un producto del mismo locus gentico obtenido por splicingalternativo y es la forma predominante en msculo estriado maduro y cerebro. Es la nica isoenzima que no esta sometida a modulacin por sustrato o cofactor.

PK-L: es la isoenzima natural predominante en hepatocitos esta codificada por un gen en el cromosoma 1q21. Es un homotetrmero de

subunidades L, cada uno constituido por 543 aminocidos.

PK-R: es la tercera isoenzima natural, es nica en los eritrocitos maduros. Esta bajo control del mismo locus de PK-L, pero es un producto de transcripcin distinto con un extremo 5 distinto, producto

de un promotor especifico de tejido

Terapia:

El tratamiento ser sintomtico: Transfusiones de eritrocitos cuando los niveles de Hemoglobina han descendido demasiado.

Esplecnotoma en nios con severa anemia, con ello incrementa 1-3 g/dl los niveles d hemoglobina reduciendo los requerimientos de trasfusiones

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Alguna pregunta?

Bibliografa general: LEHNINGER ALBERT L., COX MICHAEL M., NELSON DAVID L.

Principios de Bioqumica. Editorial OMEGA4 Edicin. 2006.

Diapositivas en Power Point (formato ppt) (Manual para docentes)LEHNINGER ALBERT L., COX MICHAEL M., NELSON DAVID L.Principios de BioqumicaWeb: http://bcs.whfreeman.com/lehninger/

The Journal of Biological Chemistry: Classic ArticlesWeb: www.jbc.org

VOET DONALD, VOET JUDITH G. BioqumicaEditorial MDICA PANAMERICANA.

3 Edicin, en Espaol. 2006

WATSON, BAKER, BELL, GANN, LEVINE, LOSICK Biologa Molecular del GenEditorial MDICA PANAMERICANA. 5 Edicin, en Espaol. 2006

STRYER LUBERT, BERG JEREMY M., TYMOCZKO JOHN L.BioqumicaEditorial REVERTE. Edicin 5 Edicin, en Espaol. 2003

MATHEWS CHRISTOPHER K., AHERN KEVIN G., VAN HOLDE K. E.Bioqumica Editorial PEARSON EDUCACION. 3 Edicin en Espaol. 2003

Diapositivas (formato ppt), Problemas (Manual para docentes) y Casos Clnicos de Aplicacin

VOET DONALD, VOET JUDITH G. and PRATT CHARLOTTE W. Fundamentals of BiochemistrySecond Edition.Copyright 2006 by John Wiley & Sons, IncWeb: www. medicapanamericana.com/voet/

Bibliografa especifica:

Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly and David Valle: THE METABOLIC AND MOLECULAR BASES OF INHERITED DISEASE. Volume I,II and III. Seventh Edition.McGraw-Hill Editors

Trabajos publicados en revistas de la especialidad.

BLOG: http://qbpatologica.wordpress.com/