Emoglobina: Struttura Molecolare, Trasporto Ossigeno e Rilevanza Clinica

L'emoglobina (Hb) è una emoproteina tetramerica negli eritrociti che trasporta O₂ dai polmoni ai tessuti e facilita ritorno CO₂/H⁺.

Architettura Molecolare

• Catene globiniche: 2 α (141 aa) + 2 β (146 aa) in HbA adulto (α₂β₂). HbF fetale = α₂γ₂.
• Piegamento globinico: 7–8 α-eliche (A–H) formando tasca idrofobica.
• Gruppo eme: Protoporfirina IX + Fe²⁺ (ferroso) al centro. Fe²⁺ lega O₂ reversibilmente.
• 4 eme/tetramero → 4 molecole O₂ per Hb.

Legame Cooperativo e Allosteria

• Curva dissociazione O₂ sigmoidale: Legame 1° O₂ aumenta affinità per O₂ successivi (transizione T → R).
• P₅₀: Pressione parziale a 50% saturazione (~26 mmHg per HbA).
• Effettori allosterici (shift destra = affinità minore):
  • H⁺ (effetto Bohr), CO₂, 2,3-BPG, temperatura, Cl⁻
• Shift sinistra (affinità maggiore): HbF, basso 2,3-BPG, alcalosi, CO (carbossiemoglobina).

Significato Fisiologico

• Efficiente carico O₂ in polmoni (alto pO₂, alto pH) → scarico in tessuti (basso pO₂, basso pH, alto CO₂/2,3-BPG).
• Trasporto CO₂: 70% come HCO₃⁻ (anidrasi carbonica), 23% carbamino-Hb, 7% disciolto.
• Tamponamento: Residui His (β146) legano H⁺.

Varianti Cliniche e Disordini

• HbS (falciforme): β6 Glu→Val → polimerizzazione a deossigenazione.
• HbC: β6 Glu→Lis → emolisi lieve.
• Talassemie: Ridotta sintesi catene α/β → sbilancio, precipitazione.
• Metaemoglobinemia: Fe³⁺ (ferrico) → non lega O₂.
• Hb alta affinità: Policitemia; bassa affinità → cianosi.

Diagnostica

• Emocromo + indici (MCV, MCH, MCHC), conta reticolociti
• Elettroforesi Hb / HPLC (quantificazione varianti)
• Curva dissociazione O₂ (P₅₀), livelli metaHb

L'elegante allosteria dell'emoglobina permette consegna O₂ precisa adattata a domanda metabolica.