Nuevas ideas sobre la hemoglobina

Al resolver el misterio de cómo un repugnante gusano prolifera en el interior del intestino humano, los científicos han llegado a una nueva y arrolladora teoría de cómo evolucionó la hemoglobina, la proteína común que lleva oxígeno a los tejidos. Ese descubrimiento, a su vez, podría tener importantes consecuencias para el tratamiento de enfermedades tan diversas como la hipertensión y la anemia drepanocítica. El gusano es el ascaris, que infecta a una de cada seis personas, tiene enormes moléculas de hemoglobina, pero prolifera en un ambiente sin oxígeno.

Si no es para transportar oxígeno, ¿para qué sirve la hemoglobina? Según un informe recientemente publicado, el gusano utiliza la hemoglobina y un gas simple llamado óxido nítrico para buscar y destruir oxígeno, no para transportarlo. Los investigadores afirman que esta función "devoradora de oxígeno" de la hemoglobina es un eslabón perdido en la evolución de 2.000 millones de años de esta molécula.La creencia generalizada es que la hemoglobina está especializada en el transporte de oxígeno pero, según Jonathan Stamler, bioquímico de la Duke University y autor del trabajo sobre el gusano publicado en la revista Nature (30 de septiembre), la molécula no empezó a cumplir esa función hasta hace relativamente poco. Stamler afirma que, en primer lugar, la hemoglobina evolucionó para destruir el óxido nítrico, un gas que envenenaba la vida microbiana primitiva. Después, captaba óxido nítrico y hacía que éste destruyese el oxígeno, un gas que envenenaba gusanos primitivos y otros invertebrados. Ahora, la hemoglobina, con ayuda del óxido nítrico, transporta el oxígeno por el organismo de animales grandes con columna vertebral.

Stamler añade que la evolución de la hemoglobina ha sido impulsada por la actividad del óxido nítrico, y esto tiene grandes consecuencias para la medicina. Aunque el papel del oxígeno en la salud y la enfermedad es muy apreciado, al óxido nítrico no se le ha dado la misma importancia a pesar de que participa en casi todo lo que hace el organismo.

Stamler dice que la mayor parte de las enfermedades guardan relación con cambios en la forma en que el organismo trata o metaboliza el óxido nítrico y el oxígeno, entre ellas las enfermedades cardiacas y la hipertensión, la apoplejía, el asma, muchos tipos de cáncer, la anemia drepanocítica, la tuberculosis, la artritis y otras enfermedades.

Todas las hemoglobinas se componen de dos partes: el hemo, un andamio que sostiene una molécula de hierro en el centro, y la globina, una proteína que adopta una característica forma plegada y sostiene al hemo.

Según Daniel Goldberg, microbiólogo, la hemoglobina del ascaris se une al oxígeno con 20.000 veces más fuerza que la hemoglobina humana al oxígeno. Para averiguar por qué, los científicos se introdujeron en los gusanos, por así decirlo, utilizando sondas de fibra óptica y otros métodos de alta tecnología para medir el contenido de óxido nítrico y de oxígeno del intestino del gusano. Allí descubrieron el nuevo papel de la hemoglobina.

Según Stamler, en lugar de destruir el óxido nítrico, como hacen las bacterias, la hemoglobina del gusano se las ingenia para utilizar óxido nítrico en lo que equivale al primer verdadero ciclo respiratorio. Desarrolla un lugar especial cerca de su centro que puede contener óxido nítrico, fabricado ya por el propio gusano y después lo expone a moléculas de oxígeno. Stamler dice que, cuando los dos gases se combinan, se forma un producto residual y el oxígeno es eliminado del sistema. A través de un cambio en la estructura de la hemoglobina, el óxido nítrico se utiliza en lugar de ser eliminado.

Stamler explica que este paso abonó el terreno para la posterior evolución de la hemoglobina, descubierta en criaturas que utilizan oxígeno para respirar. La hemoglobina quedó encerrada en hematíes y desarrolló una manera de cambiar su forma para poder transportar oxígeno o dióxido de carbono a través de sistemas circulatorios mucho más grandes. Pero el óxido nítrico no desapareció. Se quedó tranquilamente en la molécula de la hemoglobina y adoptó el papel de centinela en busca de tejidos ávidos de oxígeno. Cuando el óxido nítrico encuentra estos tejidos, abandona la molécula, entra en los vasos sanguíneos, los dilata y libera oxígeno. La hemoglobina cambia de forma, recorre los pulmones, capta más oxígeno y recicla el óxido nítrico.

Stamler explica que el papel del óxido nítrico en el suministro de oxígeno no ha sido apreciado hasta hace muy poco y que se sigue discutiendo.