La hemoglobina… un reto a la nanotecnología

Hemoglobina. Fuente: hermes.ucs.br

Cito simplemente un ejemplo, hoy revisando mi cuenta de Google Reader (abandonada en los últimos meses a causa de mis múltiples y autoimpuestas ocupaciones), me topé con un artículo sobre la hemoglobina escrita en el blog Ciencia de Bolsillo. La hemoglobina es la molécula encargada del transporte de oxígeno en nuestro cuerpo, una función que realiza con gran presición, pero como destaca el autor del blog mencionado, resulta curiosa la relación del peso del transporte en relación de la molécula transportada (un gran camión de 64,000 daltons para cargar 4 pasajeros que en total pesan 32 daltons).  Pareciera, como lo señala Ambrosio Liceaga, un transporte ineficiente, sería comparable tal vez a todo un tren para transportar a una sola persona, ¡pero ya quisieramos que el metro fuera tan eficiente como lo es la hemoglobina!

Resulta que la hemoglobina (Hb) es un ejemplo de nanointeligencia, tanto es así que existen cientos de investigaciones tratando de imitar su capacidad para saturarse de oxígeno cuando las presiones parciales de estas son altas y liberarse de él cuando bajan, pero aún no se ha logrado a la perfección. Es por ello que al pasar por los pulmones, donde la concentración de oxígeno es mayor, la Hb tiende a saturarse de él, de tal manera que transportará al gas hasta lugares donde la concentración (o presión parcial) disminuye, liberándose de la molécula. Esto hace que el oxígeno transportado en la Hb sea mucho mayor y a su vez hecho con mayor eficacia que el diluido libre en el plasma sanguíneo, lo que se ilustra en forma muy simplificado (eliminando otros factores que intervienen en el actuar de la Hb) en la siguiente ilustración.

Curva de disociacion de la hemoglobina. Fuente: CienciaDeBolsillo.com

En ella podemos observar como a menor concentración de oxígeno (eje ‘x’), menos saturada se encuentra la hemoglobina de oxígeno (eje ‘y’), además podemos comparar el “ineficiente” transporte de oxigeno por parte de la Hb, en comparación de disuelto en plasma. Cabe señalar el cambio repentino en la capacidad de saturación ante un mínimo cambio en la presión parcial de oxígeno (PaO2).

Podría entreterlos mucho hablando de la influencia que el equilibro ácido base juega sobre este sistema y a su vez como es que la Hb, en conjunto con otros componentes sanguíneos y funciones corporales, ayundan a mantener dicho equilibrio, pero quisiera preparar esa nota a más profundidad. Tan complejo y asombroso es su fincionamiento que existen varios estudios que han intentado sin éxito imitar a esta molécula y que continuan tratando de igualarla, y así usarla como substituto de donaciones sanguíneas, en accidentes y cirugías por ejemplo, dentro de las principales líneas de investigación tenemos a la hemoglobina de origen animal,  sintético u  obtenida por ingeniería genética y compuestos de perfluorocarbono.

Varios de ustedes habrán visto en las películas que a los pacitnes les ponen un aparato en el dedo, que algunos refieren es para tomar el pulso, pues si bien es cierto que este sistema mide el número de pulsaciones por minuto, es únicamente una de sus funciones, para ser preciso, es un elemento de la ecuación que realiza para calcular la saturación de oxígeno en la hemoglobina, es por ello que algunos lo conocen como saturómetro, otros pulsómetro y en México la gran mayoría lo ubicamos como oxímetro de pulso. Justo cuando se da dicha onda, hay una reducción de

Este equipo emite luz en dos longitudes de onda 660 nm (roja) y 940 nm (infrarroja), dichas son características de la oxihemoglobina y de la hemoglobina reducida. Si bien la mayor parte de la luz será absorbida por el tejido conectivo, la piel, hueso y sangre venosa en una forma constante, el aparato será capaz de saber cuando fue absorbido a nivel arterial, al detectar la diferencia de lecturas en el momento preciso en que percibe la onda de pulso, es por ello que “toma el pulso”. Y es a través de la comparación de la luz absorbida durante lo onda pulsátil vs la basal que se calcula el porcentaje de oxihemoglobina. Es decir, para minimizar la influencia de otros tejidos, solo se mide la absorción neta durante la onda de pulso. Posteriormente se determina la correlación entre la saturación de oxígeneo y la PaO2, que está determinada por la curva de disociación de la oxihemoglobina (similar a la ya presentada).

Algunos estudios comparan la utilidad de este medio para suplir la medición de oxígeno directamente de sangre arterial, aunque en realidad este último estudio, aunque invasivo, muestra otras ventajas, como es la medición de distintos parámetros no valorables el la oximetría de pulso.

Fuentes: Ciencia de Bolsillo|Fisterra.com