Emoglobine embrionali

emoglobine embrionali

Trasportatori di ossigeno molecolare (O₂) che vengono sintetizzati nel sacco vitellino definitivo, un organo che si trova in prevalenza al di fuori dell’embrione e che sparisce verso il terzo mese di gestazione. Tale sintesi è limitata ai primissimi stadi dello sviluppo embrionale (nella specie umana tra la seconda e la decima settimana, ovvero prima che la placenta sia giunta alla sua completa maturazione). Nel loro insieme, le emoglobine embrionali sono costituite da tre distinte entità molecolari denominate: emoglobina (Hb) Gower I (o, in termini di simboli che identificano le subunità, ζ, ε), Hb Portland (ovvero ζ, γ) e Hb Gower II (o anche α, ε). A partire dalla settima settimana di gestazione, queste emoglobine sono gradualmente sostituite dall’Hb fetale (quando fegato e milza diventano i centri più importanti della biosintesi dell’Hb), la quale a sua volta è rimpiazzata – entro otto settimane dalla nascita, quando è il midollo osseo a prevalere come sito principale dell’eritropoiesi – dall’Hb dell’adulto. Le emoglobine embrionali sono estremamente simili all’Hb di adulto in termini sia di struttura terziaria e quaternaria, sia di alcuni parametri del comportamento funzionale (affinità per l’O₂, e velocità di reazione per i leganti dell’eme), quando tali parametri sono misurati in assenza di effettori allosterici. Queste forti somiglianze morfofunzionali trovano riscontro anche entro il formalismo del modello a due stadi della cooperatività, con l’eccezione della stabilità relativa delle due forme quaternarie, quella a bassa affinità (vale a dire la forma T) e quella ad alta affinità (vale a dire la forma R) per i leganti dell’eme: infatti, in assenza di O₂, nel caso delle emoglobine embrionali, si ha un tetramero nello stato R per ∼50.000 tetrameri nello stato T, mentre nell’Hb di adulto questo rapporto è di 1 a ∼700.000: questo dato è in linea con il fatto che l’interazione tra gli emi, misurata con il coefficiente di Hill, è minore del 30% rispetto a quella dell’Hb di adulto (n_½ pari a 1,9 invece di 2,8). L’origine strutturale di questa relativa instabilità dello stato T rispetto allo stato R è fondata sulla scarsa sensibilità delle emoglobine embrionali agli effettori allosterici, e innanzitutto ai cloruri (Cl⁻). Nell’Hb di adulto l’effetto dei Cl⁻ è di ridurre l’affinità per l’O₂ di 7 volte, quando si passa da una totale assenza di Cl⁻ a una loro presenza di 1 mole/L. Le due subunità tipiche del periodo embrionale dello sviluppo, indicate con le lettere ζ ed ε, sono del tutto indifferenti (ζ) o scarsamente sensibili (ε) ai Cl⁻. È questa esigua affinità per i Cl⁻ che permette lo scambio di O₂ tra la madre e l’embrione in condizioni fisiologiche. Infatti, il modo d’azione delle emoglobine embrionali è quello di sottrarre O₂ dal liquido che si trova tra le cellule della mucosa uterina, dove è portato dal sangue della madre, per far fronte alle richieste respiratorie dei tessuti dell’embrione (si ricorda che durante i primi 50 giorni di gravidanza non esistono ancora interazioni dirette col sangue della madre): l’affinità per l’O₂ delle emoglobine embrionali risulta maggiore di quella dell’Hb dell’adulto (vale a dire della madre) in presenza di un’uguale concentrazione di Cl⁻ (∼0,1 moli/L), un fatto questo che favorisce il flusso di O₂ dalla madre all’embrione.

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