ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES DE ENZIMAS ERITROCITARIAS

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1 CAPÍTULO 8 ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES DE ENZIMAS ERITROCITARIAS Rubén Lisker Eliakim Arámbula Meraz Bertha Ibarra Objetivos de aprendizaje Conocer las principales deficiencias de las enzimas eritrocitarias asociadas a anemias hemolíticas agudas o crónicas. Comprender la fisiopatología de la hemólisis característica de estas enfermedades. Distinguir la hemólisis asociada a anormalidades eritrocitarias del metabolismo de nucleótidos INTRODUCCIÓN La glucosa es el sustrato metabólico más importante de los eritrocitos y se metaboliza por dos caminos: 1) la vía glucolítica anaeróbica (productora de energía) o ciclo de Embden-Meyerhof, por la que pasa más del 90% del total, y 2) la vía de las pentosas (protectora), a través de la cual se metaboliza el resto de la glucosa. Las enzimopatías del eritrocito comprenden un grupo de deficiencias enzimáticas de la vía glucolítica anaeróbica (Embden-Meyerhof), o bien de la vía de las pentosas, y pueden dar lugar a anemia hemolítica aguda o crónica. Estos defectos deben sospecharse cuando un paciente con hemólisis crónica tiene algunas de las siguientes características: 1) no hay datos morfológicos que sugieran alteración de la membrana del eritrocito; 2) no existe evidencia sugestiva de trastorno en la síntesis de hemoglobina, y 3) la reacción de Coombs directa es negativa, descartando la presencia de algún fenómeno inmunitario. Para comprender la fisiopatología de estas enfermedades, es necesario recordar que los eritrocitos maduros, a diferencia de todas las demás células somáticas, incluyendo los reticulocitos, no tienen mitocondrias, que son las principales productoras de energía (trifosfato de adenosina o ATP) del organismo. Además, los eritrocitos maduros son incapaces de sintetizar proteínas, por lo cual su dotación enzimática al ingresar al torrente sanguíneo es fija y no pueden reponer lo que se va utilizando. La glucosa es el sustrato metabólico más importante de los eritrocitos y se metaboliza por dos caminos: 1) la vía glucolítica anaeróbica (productora de energía en forma de ATP) o ciclo de Embden-Meyerhof, por la que pasa más del 90% del total, y 2) la vía de las pentosas (protectora), a través de la cual se metaboliza el resto de la glucosa. Si bien las anormalidades enzimáticas en estas dos vías metabólicas son la causa más frecuente de anemias hemolíticas (crónicas o agudas), existen además otras enzimas relacionadas con el metabolismo de los nucleótidos cuyas alteraciones también pueden producir cuadros de anemia hemolítica. Es importante recordar que cerca del 80% de las anemias hemolíticas por enzimopatías son debidas a deficiencias de las enzimas glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa (vía de las pentosas) y de la piruvatocinasa (vía glucolítica). 115

2 116 FUNDAMENTOS DE HEMATOLOGÍA HEMÓLISIS ASOCIADA A DEFICIENCIA DE ENZIMAS GLUCOLÍTICAS Ciclo de Embden-Meyerhof (vía glucolítica anaeróbica) La parte izquierda de la figura 8-1 muestra la vía glucolítica eritrocitaria, por medio de la cual la glucosa se convierte en lactato. Es la única fuente de energía del eritrocito (síntesis de ATP) que, si bien es escasa, comparada con otras vías metabólicas es suficiente para que los eritrocitos circulantes vivan de 100 a 120 días. La disminución de ATP parece ser la responsable de la muerte de los hematíes normales y de su destrucción prematura en los casos de anemia hemolítica. Otro aspecto de importancia en esta vía metabólica es la concentración relativamente alta de 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG), que modula la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Cuando los niveles de aquel son bajos, la afinidad por el oxígeno es elevada, lo que dificulta su liberación en los tejidos periféricos, mientras que ocurre lo contrario si las concentraciones son altas. Fisiopatología de la hemólisis La hemólisis se debe siempre a anormalidades de la membrana eritrocítica que, cuando pierde su deformabilidad (o sea, se vuelve rígida), impiden que el eritrocito se desplace en forma adecuada por la microcirculación y producen su muerte. Las anemias hemolíticas debidas a enzimopatías de la vía glucolítica anaeróbica son muy poco frecuentes. Se han descrito varias deficiencias y se ha comprobado que las que producen anemia son las de piruvatocinasa (PC), hexocinasa (HC), glucosa-6-fosfato isomerasa (GPI), fosfofructocinasa (PFC), aldolasa (A), triosa fosfato isomerasa (TPI) y fosfoglicerato cinasa (PGC). La hemólisis se debe siempre a anormalidades de la membrana eritrocítica que, cuando pierde su deformabilidad (o sea, se vuelve rígida), impiden que el eritrocito se desplace en forma adecuada por la microcirculación y producen su muerte. Se piensa que este fenómeno ocurre cuando el ATP intracelular es insuficiente para mantener las funciones de la membrana celular, lo que no necesariamente se refleja en la disminución del contenido de ATP en los eritrocitos circulantes. Para esto hay varias explicaciones: 1) las células muy deficientes son destruidas y por lo tanto no circulan, y 2) el contenido de ATP de los reticulocitos y su porcentaje durante los procesos hemolíticos son altos. Características generales de la hemólisis Frecuencia. Las anemias hemolíticas debidas a enzimopatías del ciclo de Embden-Meyerhof son muy poco comunes. Se han descrito varias deficiencias y se ha comprobado que las que producen anemia con más frecuencia son las de piruvatocinasa (PC), hexocinasa (HC), glucosa-6-fosfato isomerasa (GPI), fosfofructocinasa (PFC), aldolasa (A), triosa fosfato isomerasa (TPI) y fosfoglicerato cinasa (PGC). En algunas de estas deficiencias, la alteración enzimática y, por lo tanto, los síntomas no se limitan a los eritrocitos, sino que afectan también otras células como leucocitos y plaquetas, y aun a tejidos no hemáticos como el muscular y neural. Herencia. Por lo regular, existe un patrón autosómico recesivo de herencia, por lo que únicamente los individuos homocigotos de ambos sexos están afectados. La excepción la constituye la deficiencia de PGC, que también se hereda en forma recesiva pero ligada al cromosoma X, por lo cual los enfermos casi siempre son del sexo masculino. Manifestaciones clínicas. Los sujetos afectados tienen anemia hemolítica crónica no esferocítica (AHCNE) desde la niñez, generalmente normocítica normocrómica con reticulocitosis y grados variables de hiperbilirrubinemia no conjugada. La magnitud de la anemia puede aumentar cuando hay infección viral concomitante, lo que ocurre por uno de dos mecanismos: 1) incremento en la hemólisis, lo cual eleva el grado de reticulocitosis e ictericia, y 2) disminución en la producción de eritrocitos (crisis aplásicas), caracterizada por una reducción de la proporción de reticulocitos sin cambio apreciable de la ictericia. Diagnóstico. Se piensa en esta posibilidad diagnóstica en pacientes con AHCNE no relacionada con ingestión de fármacos o con infecciones, y reacción de Coombs negativa. El diagnóstico se basa en la medición espectrofotométrica de la enzima deficiente, la medición de los metabolitos intermediarios, la demostración de anormalidades en las características de la enzima o bien en la identificación de la mutación en el gen. En ocasiones es necesario investigar a los padres de los enfermos, quienes son heterocigotos para la deficiencia. Tratamiento. El manejo de estos pacientes se realiza mediante transfusiones de sangre, que se reservan para los casos con compromiso cardiovascular significativo. Debe recordarse que los sujetos con niveles elevados de 2,3-DPG toleran mucho mejor la anemia que los individuos con concentraciones bajas de este metabolito. La administración de hierro está contraindicada y se recomienda la ingestión de 1 mg diario de ácido fólico para compensar los requerimientos excesivos de esta sustancia durante la eritropoyesis activa. La esplenectomía es útil en algunos enfermos, ya que el bazo es el sitio donde se destruyen los eritrocitos deficientes.

3 CAPÍTULO 8. ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES 117 Figura 8-1. Utilización de la glucosa dentro del eritrocito por las vías de Embden-Meyerhof y de las pentosas. Deficiencia de piruvatocinasa La deficiencia de piruvatocinasa es la más común de las deficiencias enzimáticas del ciclo de Embden-Meyerhof, y se han publicado algo más de 300 casos desde su descripción original en Se ha observado en asociación con deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, esferocitosis hereditaria y anemia drepanocítica, entre otras alteraciones hemáticas. Dicha enzima cataliza el paso de fosfoenolpiruvato a piruvato, generando en el proceso una molécula de ATP (fig. 8-1). Los niveles de 2,3-DPG y otros metabolitos proximales al bloqueo están elevados. La PC es un tetrámero y se han identificado cuatro isoenzimas con diferentes movilidades electroforéticas en distintos tejidos. En la deficiencia clásica de PC, la enzima parece tener una cinética normal, excepto por su baja actividad residual. Se pensó al principio que se trataba simplemente de la disminución en la síntesis de una PC normal, o bien de una alteración estructural que solo afectaba la actividad catalítica. Se sabe en la actualidad que la mayoría de las PC deficientes son proteínas estructuralmente anormales que difieren entre sí en cuanto a movilidad electroforética, actividad residual, afinidad por sustratos, inhibición por ATP, estabilidad al calor y otras características bioquímicas. Dado lo poco frecuente del padecimiento, se piensa que, en ausencia de consanguinidad, casi todos los enfermos probablemente son heterocigotos compuestos para dos mutantes diferentes, más que homocigotos para una de ellas. Esto podría constituir una explicación parcial de la gran variabilidad clínica de los pacientes, los cuales presentan desde ictericia neonatal acentuada con necesidad de exanguinotransfusión, hasta un cuadro hemolítico compensado que se identifica de manera incidental en algún adulto. La regla, sin embargo, es que el cuadro clínico se reconoce desde la infancia. No hay datos clínicos característicos; además de anemia e ictericia, la esplenomegalia es frecuente. Debido a los niveles altos de 2,3-DPG, la anemia se tolera muy bien. Como en otros cuadros hemolíticos crónicos, la frecuencia de litiasis biliar es alta y se pueden encontrar cambios óseos asociados con médula ósea hiperplásica. La presencia de úlceras maleolares es infrecuente. La anemia es normocítica normocrómica con concentraciones de Hb entre 6 y 12 g/dl. Las cifras de reticulocitos antes de la esplenectomía se hallan entre 2,5 y 15%, y después de ella pueden subir incluso a 70%. Hay anisocitosis, poiquilocitosis y policromasia, y aparecen algunos eritrocitos nucleados. La prueba de la autohemólisis es de tipo II (se corrige con ATP), pero no constituye un hallazgo consistente, por lo que se La deficiencia de piruvatocinasa es la más común de las deficiencias enzimáticas del ciclo de Embden-Meyerhof, y se han publicado algo más de 300 casos desde su descripción original en 1961.

4 118 FUNDAMENTOS DE HEMATOLOGÍA requiere medición cuantitativa de la enzima aun cuando existen algunas pruebas de tamizado bastante sensibles. El tratamiento consiste en mantener niveles de Hb entre 8 y 10 g/dl mediante el uso de transfusiones de sangre. Se recomienda esplenectomía después de los 5 años de edad, lo que disminuye los requerimientos transfusionales pero no cura a los enfermos. En perros con anemia hemolítica intensa por deficiencia de PC, se ha utilizado con éxito trasplante de médula ósea, lo cual podría considerarse para algunos pacientes con esta enfermedad. El gen de la enzima que se expresa en los eritrocitos se denomina PC-LR, se encuentra en 1q21 en un segmento de 9,5 kb con 12 exones y se han identificado alrededor de 130 mutaciones. Algunas de estas mutaciones son frecuentes en diferentes poblaciones; por ejemplo, en la europea y americana, los alelos 1529G>A (Arg510Gln) y 1456C>T (Arg486Trp) se han observado con frecuencias de 39 y 13%, respectivamente, mientras que en población japonesa los alelos más frecuentes son 1468C>T (Arg490Trp) y 1261C>A (Gln421Lys), con frecuencias de 18 y 17%, respectivamente. Deficiencia de hexocinasa La hexocinasa es la primera enzima de la vía glucolítica y tiene importancia estratégica en la regulación del consumo de glucosa. Su actividad disminuye con rapidez conforme envejecen los eritrocitos y los niveles de 2,3-DPG son normales o bajos. La hexocinasa es la primera enzima de la vía glucolítica (véase figura 8-1) y tiene importancia estratégica en la regulación del consumo de glucosa. Se trata de una enzima cuya actividad depende de la edad de los eritrocitos; así, los niveles son más elevados en los reticulocitos mientras que los de 2,3-DPG son normales o bajos. Como en el caso de la deficiencia de PC, la de HC puede ser resultado de la merma en la producción de una enzima estructuralmente normal o de una mutación que altere la afinidad por el sustrato o alguna otra función importante. Se han descrito menos de 20 familias con esta deficiencia, ninguna de ellas en México. En el 25% de los casos se ha observado ictericia neonatal y prácticamente en todos los pacientes la anemia se identifica después de los 10 años. Los enfermos más gravemente afectados presentan esplenomegalia y requieren transfusiones periódicas. La morfología eritrocítica no tiene nada de especial y la prueba de la autohemólisis es de tipo I, o sea, se corrige de manera parcial con ATP y glucosa. El diagnóstico se basa en la medición de la actividad enzimática, tomando en cuenta que su concentración depende mucho de la edad eritrocítica, por lo que si hay gran cantidad de reticulocitos, su actividad puede ser normal. La esplenectomía tiene efectos benéficos pero no es curativa. El gen HC-1 se localiza en el brazo largo del cromosoma 10 en un segmento de 130 kb y se han descrito al menos seis mutaciones en pacientes de distintos orígenes étnicos. Deficiencia de isomerasa del fosfato de glucosa (GPI) Desde el punto de vista cuantitativo, ocupa el tercer lugar de las deficiencias enzimáticas que causan anemia hemolítica, solo por debajo de las deficiencias de glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa y de la PC. El gen se ubica en el brazo largo del cromosoma 19, consta de 18 exones en una extensión de 40 kb, y se han descrito al menos 27 mutaciones con un espectro muy heterogéneo en el que predominan las mutaciones sin sentido (> 80%). Es interesante señalar que una de ellas, 1039C>T (Arg347Cys), ha mostrado más de un origen, de manera similar a lo observado con otras mutaciones como la Hb S. Los leucocitos y las plaquetas también manifiestan la deficiencia, pero sin traducción clínica. La gravedad del cuadro clínico es muy variable, y hay pacientes que requieren transfusiones repetidas. El curso clínico puede complicarse con crisis hiperhemolíticas y aplásicas. Los individuos afectados a menudo presentan crisis hemolíticas después de infecciones virales o bacterianas. Existe anisocitosis, poiquilocitosis, policromasia y células rojas nucleadas. La reticulocitosis puede ser muy acentuada, del orden del 50 al 60%. La prueba de la autohemólisis es de tipo I. La esplenectomía da resultados favorables en la mayoría de los enfermos. Deficiencia de fosfofructocinasa La PFC existe como una isoenzima tetramérica compuesta de combinaciones variables de subunidades de músculo (M), hígado (L) y plaquetas (P). Los eritrocitos contienen cantidades iguales de subunidades M y L hibridizadas al azar para formar cinco isoenzimas: M4, M3L, M212, ML3 y L4. La PFC cataliza la fosforilación de fructosa-6-fosfato a frutosa-1, 6-difosfato y su actividad se considera clave en la regulación de la glucólisis anaeróbica. Existe como una isoenzima tetramérica compuesta de combinaciones variables de subunidades de músculo (M), hígado (L) y plaquetas (P). Los genes que codifican para las diferentes formas se localizan en los cromosomas 12q13.3, 21q22.3 y 110p15.3. Los eritrocitos contienen cantidades iguales de subunidades M y L hibridizadas al azar para formar cinco isoenzimas: M4, M3L, M2L2, ML3 y L4. La estructura de la PFC varía en diferentes tejidos, lo que explica la diversidad de síndromes que se asocian con la deficiencia de esta enzima. Estos síndromes incluyen AHCNE sola, relacionada con miopatía y posiblemente miopatía sola. Los primeros síntomas musculares que se asocian con anemia hemolítica son fatiga y calambres inducidos por el ejercicio. Histológicamente, hay aumento del glucógeno de los músculos. La anemia hemolítica es compensada y tanto la enfermedad hemática como la miopatía resultan de la falta completa de

5 CAPÍTULO 8. ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES 119 expresión de la subunidad M. Se ha descrito deficiencia congénita de PFC en perros Springer Spaniel con anemia hemolítica crónica (AHC) y crisis hemolíticas asociadas con hiperventilación. El gen que codifica para la forma M se ubica en un segmento de 30 kb distribuido en 24 exones, mientras que el de la forma L en 28 kb y 22 exones. Las mutaciones en el gen L parecen ser inocuas al eritrocito, mientras que las que causan la deficiencia enzimática son las mutaciones en el gen que codifica para la forma M, de las que se han reportado al menos 20. Se reconoce que casi un tercio de los pacientes reportados con esta afectación son de origen judío, en quienes se han reportado con mayor frecuencia dos mutaciones: IVS5 + 1G>A, que causa deleción del exón 5, y 2003DelC, que produce un codón de terminación en el codón 684. Deficiencia de aldolasa En mamíferos se distinguen tres isoenzimas: A, B y C. En los eritrocitos se expresa la forma A y funciona como un tetrámero; su gen se localiza en 16p11.2 y consta de 12 exones que se extienden en un segmento de 7,5 kb. La deficiencia de aldolasa-a se manifiesta como anemia hemolítica crónica moderada, mientras que la deficiencia de aldolasa-b hepática causa intolerancia hereditaria a la fructosa. El primer caso se encontró en un hijo de primos hermanos, lo que sugiere herencia autosómica recesiva. El enfermo tenía anemia hemolítica moderada, hepatomegalia con depósito de glucógeno y retraso psicomotor. Otros casos mostraron anemia hemolítica más acentuada sin otras alteraciones. Se desconoce el mecanismo de la hemólisis y se requiere mayor experiencia para conocer el verdadero cuadro clínico de esta deficiencia. Deficiencia de triosa fosfato isomerasa La deficiencia de TPI se expresa en muchos tejidos, por lo que la enfermedad hemolítica solo es una de las manifestaciones de este padecimiento multisistémico. Se han descrito menos de 20 familias con dicho trastorno, y una tercera parte estaba formada por negros del estado de Luisiana en Estados Unidos. Es una enfermedad progresiva y fatal. La anemia hemolítica se asocia frecuentemente con hiperbilirrubinemia neonatal con requerimientos de exanguinotransfusión, por lo que la ictericia es de aparición temprana, seguidas de daño neural que da lugar a paraparesis e hipotonía. Las infecciones intercurrentes son comunes y la muerte suele ocurrir alrededor de los 5 años de edad, debido a trastornos del ritmo cardíaco. La morfología celular muestra proporción baja de acantocitos, y la prueba de autohemólisis es similar a la de la esferocitosis hereditaria. Se desconoce la fisiopatología de la hemólisis. El gen se localiza en 12 p13.3 y consta de 7 exones expandidos en 5 kb. Se han identificado al menos 9 mutaciones; de ellas, la mutación sin sentido 315G>C (Glu105Asp) se ha observado en el 74% de los pacientes estudiados. Los individuos homocigotos para esta mutación muestran daño neurológico progresivo, lo que demuestra la naturaleza dañina de esta mutación. La deficiencia de TPI se expresa en muchos tejidos, por lo que la enfermedad hemolítica solo es una de las manifestaciones de este padecimiento multisistémico. Deficiencia de fosfogliceratocinasa Esta enzima cataliza la conversión de 1,3-difosfoglicerato a 3-fosfoglicerato, proceso en el que se gana una molécula de ATP (véase figura 8-1). Por ser una enzima que se expresa en todos los tejidos, se considera como una enfermedad multisistémica con tres características clínicas principales: anemia hemolítica crónica, disfunción del sistema nervioso central y miopatía. La anemia hemolítica crónica se encuentra a menudo compensada. Debido al efecto de inactivación del cromosoma X (lionización), las mujeres pueden tener deficiencia enzimática en grados variables y, por lo tanto, algunas de las manifestaciones clínicas, mientras que los varones afectados tienen AHCNE, que puede requerir tratamiento a base de transfusiones. Se pueden presentar crisis de hemólisis intravascular por procesos infecciosos. Existe daño neurológico progresivo que suele empezar a los 4 años e incluye afasia, labilidad emocional, convulsiones y enfermedad extrapiramidal. Aun cuando el daño neurológico y la AHCNE están relacionados con la deficiencia de PGC, se desconoce su base metabólica. El gen estructural está en el brazo largo del cromosoma X (Xq13.3), y lo integran 11 exones en 23 kb y se han observado al menos 12 mutaciones que presentan un espectro muy heterogéneo. HEMÓLISIS ASOCIADA A DEFICIENCIA DE ENZIMAS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS Vía de las pentosas Esta vía comienza con la conversión de glucosa-6-fosfato a 6-fosfogluconato (véase figura 8-1, parte superior derecha) y es catalizada por la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD). Aun cuando solo de 5 a 10% de

6 120 FUNDAMENTOS DE HEMATOLOGÍA la glucosa se metaboliza por esta vía, es vital para la integridad de los eritrocitos, ya que constituye la única fuente de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH). Esta sustancia, junto con la glutatión reductasa, convierte el glutatión oxidado (GSSG) a la forma reducida (GSH). El GSH es un tripéptido (glutamilcisteinilglicina) que protege a los eritrocitos de agentes oxidantes que se producen durante algunas infecciones o por contacto con ciertas sustancias químicas. Estos oxidantes (O 2 y H 2 O 2 ) son inactivados rápidamente por el GSH, pero si este se deja acumular, daña las proteínas eritrocíticas y el hematíe se destruye. Fisiopatología de la hemólisis Cuando hay un defecto en la vía metabólica de las pentosas o del metabolismo del glutatión, la exposición a un agente oxidante lesiona al eritrocito. La hemoglobina se oxida primero a metahemoglobina y después a sulfahemoglobina, la cual se precipita intracelularmente dando lugar a los llamados cuerpos de Heinz, que se pegan a la membrana celular. El acortamiento en la vida de los eritrocitos es consecuencia de la formación de los cuerpos de Heinz, que son rígidos y se destruyen en la microcirculación del bazo. En la gran mayoría de los casos, la hemólisis inducida por oxidantes está relacionada con la deficiencia de G6PD eritrocítica. La deficiencia de G6PD eritrocítica es la más común de las deficiencias enzimáticas del eritrocito asociada con cuadros de anemia hemolítica. Se calcula que hay más de 400 millones de personas con la enfermedad, la mayoría distribuidas en países de la cuenca del Mediterráneo, África y China. Se ha informado que quienes padecían la enfermedad conocida como favismo en poblaciones mediterráneas (de la que falleció Pitágoras) sufrían exactamente la misma deficiencia enzimática, pero mucho más acentuada. Deficiencia de G6PD eritrocítica Es la más común de las deficiencias enzimáticas del eritrocito asociada con cuadros de anemia hemolítica. Se calcula que hay más de 400 millones de personas con la enfermedad, la mayoría distribuidas en países de la cuenca del Mediterráneo, África y China. Historia. Las primeras descripciones médicas de anemia hemolítica por deficiencia de G6PD aparecieron en el siglo XIX, aun cuando es muy probable que el padecimiento sea muy antiguo y que, por ejemplo, Pitágoras haya muerto durante una crisis hemolítica al lado de un sembradío de habas. La identificación bioquímica de la deficiencia se hizo en el decenio de 1950, al estudiar pacientes estadounidenses de origen africano con cuadros de anemia hemolítica aguda desencadenados por ingestión de primaquina. Muy poco tiempo después se informó que quienes padecían la enfermedad, conocida como favismo en poblaciones mediterráneas (de la que falleció Pitágoras), sufrían exactamente la misma deficiencia enzimática pero mucho más acentuada. Variantes bioquímicas. Se han publicado más de 400 variantes con características bioquímicas distintas, las cuales, de acuerdo a la clasificación de la Organización Mundial de la Salud, se agrupan en cinco clases con base en dos criterios: el primero considera su actividad enzimática residual y la presencia o ausencia de AHCNE, y el segundo de acuerdo a si son esporádicas o polimórficas (cuadro 8-1). Las variantes clase I son esporádicas y se caracterizan por presentar AHCNE; sin embargo, las variantes clase II y III, asociadas con hemólisis inducida por estrés oxidativo, han adquirido frecuencias polimórficas, es decir, que se observan con una frecuencia de 1% o mayor en algunas poblaciones. Los criterios usados hasta hace poco para definir una variante como distinta a las demás eran sus características bioquímicas, como utilización de sustratos, Km para diferentes sustancias, estabilidad al calor, curva de ph y otras más. Desde 1988, sin embargo, se cuenta con la secuencia completa de nucleótidos del gen que codifica para la G6PD, y esto ha revolucionado el conocimiento de las variantes enzimáticas. El gen se localiza en Xq28 en un segmento de 18,5 kb, y la región codificadora tiene 13 exones que codifican para una cadena de 515 aminoácidos. La enzima funciona como un homodímero o como un tetrámero, dependiendo del ph de la célula. Al aplicar nuevas técnicas al estudio de las diferentes variantes, se ha averiguado que muchas que se habían descrito como distintas por sus características bioquímicas en diferentes laboratorios en realidad son la misma, y que algunas que se creían homogéneas no lo son en verdad. Un ejemplo de la primera situación lo constituyen ciertas variantes descritas en México, que son G6PD Castilla, G6PD Distrito Federal, G6PD Tepic y probablemente G6PD Chiapas, las cuales son iguales entre sí e idénticas a la más común de las variantes africanas A. La primera variante descrita en México fue la G6PD México, que no produce manifestaciones clínicas y se pensaba hasta hace poco que era diferente a todas las demás. Sin embargo, en fecha reciente se identificó en el laboratorio del Dr. E. Beutler en California su alteración molecular exacta, que consiste en que el nucleótido 844 tiene citosina en lugar de guanina, lo que origina el cambio de histidina por ácido aspártico en la posición 282, que es la mutación característica de la variante conocida como G6PD Seattle. Para los fines de este capítulo se analizarán con mayor cuidado únicamente cuatro variantes: G6PD B+. Es la enzima normal que se encuentra en la gran mayoría de los individuos, tiene actividad enzimática normal y no se asocia con problemas de hemólisis (clase IV).

7 CAPÍTULO 8. ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES 121 Cuadro 8-1. Clasificación de variantes de G6PD de acuerdo a su actividad enzimática y a la presencia o ausencia de AHCNE Variante Clase I Clase II Clase III Características Deficiencia grave (< 1% de actividad residual de la enzima), asociada con anemia hemolítica crónica no esferocítica (AHCNE). Variantes esporádicas o raras Deficiencia grave, con una actividad residual del 1 al 10% asociada con anemia hemolítica aguda (AHA). Variantes polimórficas en Asia y en el Mediterráneo Deficiencia moderada a grave, actividad residual del 10-60%. Cursa con AHA. G6PD A Clase IV Actividad normal (60-100%). Asintomática. G6PD B+, G6PD A+ Clase V Actividad incrementada > 150%. Asintomática GGPD A+. Se ha observado en el 20% de los estadounidenses de origen africano, tiene actividad casi normal y no se relaciona con hemólisis. Difiere de la B+ en que posee movilidad electroforética más rápida, debido a que en la posición 126 tiene ácido aspártico en lugar de asparagina, como consecuencia de que el nucleótido 376 es guanina (G) en lugar de adenina (A) (clase IV). G6PD A. Se encuentra en el 10% de los negros estadounidenses, tiene solo 15% de actividad enzimática normal y se asocia con cuadros de anemia hemolítica. Posee movilidad electroforética igual a la A+, pero además del cambio del nucleótido 376 tiene otro adicional, cerca de 90% de las veces en el nucleótido 202 (A en lugar de G, y por consiguiente metionina en lugar de valina en la posición 68) y aproximadamente el 10% de las veces en el nucleótido 680 [timina (T) en lugar de G, leucina en lugar de arginina en la posición 227] o en el nucleótido 968 [citosina (C) en lugar T, prolina en lugar de leucina en la posición 323] (clase III). G6PD mediterránea. Es la más común de las variantes encontradas en personas de raza blanca; tiene movilidad electroforética normal (B) pero solo 1% de actividad enzimática, por lo que se asocia con problemas hemolíticos más acentuados que la variante A. Aquella tiene fenilalanina en lugar de serina en la posición 188, lo que obedece a un cambio en el nucleótido 563 (T en lugar de C) (clase II). En México se han descrito al menos 18 variantes de G6PD, y tres constituyen aproximadamente el 80% de las deficiencias (A 376G/202A, A 376G/968C y Santamaría 376G/542T). Otras variantes descritas en México en las que se ha identificado la mutación son: Vanua Lava (383C), Tsukui (Del ), Ciudad de México (680A), Seattle (844C), Loma Linda (1089A), Guadalajara (1159T), Nashville (1178A) y Union (1360T). Naturaleza del defecto enzimático. En los eritrocitos, la vía de las pentosas es la única fuente de NA- DPH a través de la reacción catalizada por la G6PD y la 6-fosfogluconato deshidrogenasa (6PGD) (véase figura 8-1). El NADPH es esencial en los eritrocitos para protegerlos contra el daño provocado por el estrés, lo cual se logra manteniendo los niveles adecuados de glutatión (GSH). El GSH protege los grupos sulfidrilo de la hemoglobina y la membrana del eritrocito de la oxidación. En los eritrocitos normales, la proporción entre el glutatión oxidado y glutatión reducido (GSSH) es de 1:100. En presencia de agentes oxidantes en forma de radicales libres o peróxidos, los niveles de GSH disminuyen y pueden ser restablecidos por la acción de la glutatión reductasa, la cual necesita de un suministro adecuado de NADPH. La G6PD es esencial para la defensa contra el estrés oxidativo. Si las concentraciones de NADPH no pueden ser mantenidas como en la deficiencia de G6PD, los niveles de GSH caen y ocurre el daño oxidativo y la consecuente hemólisis. En personas con algunas variantes de G6PD, la hemólisis aguda ocurre cuando los agentes oxidantes se generan después de la ingesta de ciertas drogas, habas o durante una infección aguda. En las variantes esporádicas más graves (clase I), los agentes oxidantes producidos durante el metabolismo normal de los eritrocitos causan una reducción del GSH y esto, a su vez, una hemólisis crónica. Por otra parte, conforme los eritrocitos envejecen, disminuye la actividad de la G6PD. En sujetos con la variante A, hay inestabilidad de la enzima, por lo que las células jóvenes tienen actividad relativamente normal mientras que las viejas son deficientes. La inestabilidad de la enzima en la variante mediterránea es más acentuada aún, y los eritrocitos de todas las edades son deficientes, por lo que la totalidad de la masa eritrocítica es susceptible a los agentes oxidantes y las crisis hemolíticas pueden ser muy intensas. En México se han descrito al menos 18 variantes de G6PD, y tres constituyen aproximadamente el 80% de las deficiencias (A 376G/202A, A 376G/968C y Santamaría 376G/542T).

8 122 FUNDAMENTOS DE HEMATOLOGÍA El gen que codifica para la G6PD está situado en el brazo largo del cromosoma X, por lo cual los varones son hemicigotos y tienen un solo tipo de enzima, mientras que las mujeres con un solo gen mutado son heterocigotas y presentan dos enzimas diferentes. Se puede sospechar de anemia por deficiencia de G6PD en las siguientes circunstancias: 1) hemólisis inducida por fármacos; 2) hemólisis inducida por infecciones; 3) hemólisis inducida por ingestión de habas; 4) ictericia neonatal; y 5) anemia hemolítica crónica no esferocítica. Genética. El gen que codifica para la G6PD está situado en el brazo largo del cromosoma X, por lo cual los varones son hemicigotos y tienen un solo tipo de enzima, mientras que las mujeres con un solo gen mutado son heterocigotas y presentan dos enzimas diferentes. Como se trata de un gen recesivo, la gran mayoría de los individuos afectados son de sexo masculino y solo en ocasiones una mujer manifiesta la enfermedad. Ello ocurre cuando la mujer es homocigota para un gen anormal, o bien si es heterocigota, por el fenómeno de lionización, cuando por azar se inactiva de preferencia el cromosoma X con el gen normal. En mujeres heterocigotas para variantes clase I se ha observado una expresión preferencial del cromosoma X con el alelo normal, en tanto que en heterocigotas para variantes clase II y III se ha documentado una expresión preferencial del cromosoma X con el alelo mutado. Manifestaciones clínicas. La manifestación clínica común es la anemia hemolítica aguda, la cual se puede compensar rápidamente y pasar desapercibida; sin embargo, se puede sospechar de anemia por deficiencia de G6PD en las siguientes circunstancias: 1) hemólisis inducida por fármacos; 2) hemólisis inducida por infecciones; 3) hemólisis inducida por ingestión de habas; 4) ictericia neonatal; y 5) anemia hemolítica crónica no esferocítica. Las crisis de anemia hemolítica se generan por destrucción intravascular de eritrocitos, y producen anemia súbita, reticulocitosis, ictericia por elevación de bilirrubina no conjugada, hemoglobinuria y esplenomegalia. A continuación se describen las situaciones antes mencionadas con mayor detalle: Hemólisis inducida por fármacos. La hemólisis suele comenzar después de 2 a 3 días de estar en contacto con el medicamento (o algunas sustancias químicas) (cuadro 8-2), empeora alrededor de los siguientes 3 a 4 días e inicia su recuperación a partir del día 8 a 10. Es importante señalar que las variantes genéticas involucradas en el metabolismo de los medicamentos, así como la farmacocinética, pueden influir en la gravedad de la hemólisis. Hemólisis inducida por infecciones. Se estima que en las zonas geográficas donde no es prevalente el favismo, es la causa más común de hemólisis por deficiencia de G6PD, y puede estar influida por el tipo de infección, la administración concomitante de medicamentos, la función hepática y la edad. Se estima que muchas de las crisis hemolíticas por infecciones se acompañan de ingestión de medicamentos o sustancias oxidantes. Hemólisis inducida por ingestión de habas (favismo). Como ya se mencionó, la hemólisis por esta causa se ha conocido desde la antigüedad, aun en escala epidémica en algunos países del Mediterráneo; sin embargo, es importante señalar que no todos los individuos deficientes de G6PD son sensibles a la ingestión de habas y, además, no todas las especies de habas tienen la misma capacidad tóxica. Típicamente, el favismo se ha observado en pacientes con la variante G6PD Mediterráneo, pero también se ha observado en individuos con otras variantes como G6PD A. Ictericia neonatal. La deficiencia de G6PD es la causa más común de hemólisis e ictericia neonatal. La ictericia aparece usualmente entre los 3 y 4 días de edad, de manera similar o más temprano Cuadro 8-2. Lista parcial de algunas sustancias que pueden desencadenar crisis de anemia hemolítica en pacientes con deficiencia de G6PD eritrocítica Asociación definitiva Primaquina Pamaquina Sulfonilamida Sulfacetamida Sulfapiridina Sulfametaxazol Posible asociación Asociación dudosa Quinacrina Quinina Antimaláricos Sulfonamidas Analgésicos/ antipiréticos Otros fármacos Acetanilida Ácido nalidíxico Niridazol Azul de metileno Fenazopiridina Cotrimoxazol Cloroquina Sulfadimidina Sulfasalazina Glibenclamida Aspirina Ciprofloxacino Cloranfenicol Análogos de vitamina K Ácido ascórbico Mesalazina Sulfonas Sulfadiazina Sulfafurazol Paracetamol Fenacetina Ac. aminosalicílico Doxorrubicina Probenecid Dimercaprol

9 CAPÍTULO 8. ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES 123 que la aparición de la ictericia fisiológica, pero posterior a la ictericia por aloinmunización. Se han observado diferencias étnicas en los niveles de bilirrubina en neonatos de término, lo que puede ser atribuido, al menos parcialmente, a la presencia de variantes genéticas de la enzima UDP-glucuroniltransferasa, en particular la responsable del síndrome de Gilbert, que cursa con niveles elevados de bilirrubinas. Anemia hemolítica crónica no esferocítica. Este estado lo presentan particularmente los pacientes con variantes de clase I, si bien pueden presentar crisis hemolíticas agudas por estrés oxidativo por medicamentos o infecciones. Cerca del 1% de los sujetos con G6PD mediterránea cursan con AHCNE, similar a la que se observa en pacientes con enzimopatías de la vía glucolítica. La citometría hemática muestra, además de los datos de anemia hemolítica, presencia de cuerpos de Heinz en los eritrocitos. En los sujetos con la variante A, que es la más común en México, dada la magnitud de la inmigración negra durante la Colonia, las crisis suelen ser autolimitadas, ya que solo del 20 al 30% de los eritrocitos están deficientes. En cambio, en enfermos con la variante mediterránea, los cuadros pueden ser mucho más graves, puesto que todos los hematíes están afectados. Una complicación peligrosa es la insuficiencia renal aguda por necrosis tubular y el tratamiento debe buscar evitarla; además, ha de administrarse sangre según se requiera. Una vez pasada la fase aguda, las anormalidades clínicas ceden con rapidez y los pacientes se recuperan solos. Quizá se necesite administrar hierro, ya que este se pierde debido a la hemoglobinuria. Es importante que los enfermos eviten el contacto con sustancias que se conoce pueden ser peligrosas para ellos. En todo caso, esta posibilidad diagnóstica debe tomarse en cuenta en los sujetos de extracción mediterránea o negra que presenten cuadros agudos de ictericia, anemia y orina de color oscuro. Según la experiencia del autor (RL), se establece un diagnóstico inicial equivocado de hepatitis aguda en la mayoría de los individuos afectados. Diagnóstico. El diagnóstico de laboratorio de la deficiencia de G6PD es relativamente sencillo, excepto justo después de una crisis hemolítica, porque: 1) los pacientes pueden haber recibido transfusiones de sangre, y 2) es posible que se hayan destruido los eritrocitos deficientes y persistan de preferencia los que tienen concentraciones normales de la enzima. Por estas razones, es necesario dejar pasar un tiempo razonable para llevar a cabo las pruebas de laboratorio. Existen técnicas de tamizado fáciles de realizar y con suficiente sensibilidad para emplearse en estudios de población, pero a nivel de enfermos individuales es indispensable utilizar una técnica cuantitativa basada en la medición de la velocidad de reducción de nicotina adenin dinucleótido fosforilado (NADP) en presencia de glucosa-6-fosfato. Deficiencia de glutamil-cisteín-sintetasa y de glutatión sintetasa El GSH se sintetiza en dos pasos. En el primero se forma el dipéptido glutamil-cisteína de ácido glutámico y cisteína, reacción catalizada por la glutamil-cisteín-sintetasa. En el segundo paso se añade glicina para completar el tripéptido, lo que es catalizado por la glutatión sintetasa GHS. La deficiencia de esta enzima es muy poco frecuente y se hereda en forma autosómica recesiva, y puede presentarse como una anemia hemolítica aislada o en forma multisistémica caracterizada por acidosis metabólica severa. Los eritrocitos tienen niveles muy bajos de GSH y el cuadro clínico es similar al de la deficiencia de G6PD. La citometría hemática muestra, además de los datos de anemia hemolítica, presencia de cuerpos de Heinz en los eritrocitos. En los sujetos con la variante A, que es la más común en México, dada la magnitud de la inmigración negra durante la Colonia, las crisis suelen ser autolimitadas, ya que solo del 20 al 30% de los eritrocitos están deficientes. La deficiencia de glutatión reductasa es también muy poco frecuente y se hereda en forma autosómica recesiva. Las concentraciones de GSH son normales, pero la estabilidad de este último durante la incubación con agentes oxidantes es muy baja. Deficiencia de glutatión reductasa Esta deficiencia es también muy poco frecuente y se hereda en forma autosómica recesiva. Las concentraciones de GSH son normales, pero la estabilidad de este último durante la incubación con agentes oxidantes (acetilfenil hidracina) es muy baja. Clínicamente, el cuadro es muy similar al de la deficiencia de G6PD, con destrucción intravascular de eritrocitos causada por algunas sustancias químicas. HEMÓLISIS ASOCIADA A ANORMALIDADES ERITROCÍTICAS DEL METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS El interés por el estudio del metabolismo intraeritrocítico de los nucleótidos surgió por el conocimiento de que algunos de ellos, incluyendo la inosina y la adenosina, eran capaces de mejorar la viabilidad de la sangre almacenada en los bancos para propósitos de transfusión sanguínea. Posteriormente se describieron tres cuadros de anemia hemolítica debidos a deficiencia de alguna enzima en el metabolismo de las purinas y pirimidinas. El interés por el estudio del metabolismo intraeritrocítico de los nucleótidos surgió por el conocimiento de que algunos de ellos, incluyendo la inosina y la adenosina, eran capaces de mejorar la viabilidad de la sangre almacenada en los bancos para propósitos de transfusión sanguínea

10 124 FUNDAMENTOS DE HEMATOLOGÍA Deficiencia de pirimidina 5 -nucleotidasa El RNA ribosómico es degradado en los reticulocitos normales a nucleótidos-5. Estos catabolitos no son difusibles y se desfosforilan por medio de la pirimidina 5 -nucleotidasa (Pir 5 -N) para que puedan atravesar la membrana celular. Los reticulocitos con deficiencia de esta enzima acumulan cantidades importantes de RNA ribosómico parcialmente degradado, que se observa como punteado basófilo grueso en extendidos de sangre teñidos con colorante de Wright. La deficiencia de Pir 5 -N es la más frecuente de las enzimopatías en esta vía metabólica; se han descrito cuando menos 30 familias afectadas y en todas el patrón de herencia ha sido autosómico recesivo. Los sujetos afectados tienen AHCNE asociada con esplenomegalia e ictericia intermitente. Las concentraciones de Hb están entre 8 y 10 g/dl, con reticulocitos de 10%. Los requerimientos transfusionales suelen ser bajos y la esplenectomía es de poca utilidad. El punteado basófilo de los eritrocitos constituye un hallazgo muy consistente que, en ausencia de datos de intoxicación por plomo, en que ocurre deficiencia adquirida de Pir 5 -N, debe hacer pensar en esta enfermedad. Exceso de adenosina desaminasa La adenosina desaminasa (ADA) es la enzima que convierte la adenosina a inosina. La deficiencia de ADA en los linfocitos produce una forma autosómica recesiva de inmunodeficiencia combinada grave, que no se acompaña de anemia hemolítica y es de las primeras enfermedades hereditarias que se han tratado con éxito mediante terapéutica génica. Existe una forma de anemia hemolítica muy infrecuente y la anemia está ligada a un aumento en la cantidad de ADA en los eritrocitos. Se han descrito cuando menos dos familias con este trastorno, en las cuales se ha encontrado incremento de 45 a 70 unidades de ADA, y se hereda en forma autosómica dominante. La magnitud de la anemia es discreta y hay esplenomegalia ligera e ictericia intermitente. El mecanismo por el que la enzima está incrementada no se conoce, ni tampoco por qué produce anemia. Deficiencia de adenilatocinasa La adenilatocinasa (AC) cataliza la interconversión de monofosfato de adenosina (AMP), difosfato de adenosina (ADP) y ATP. Se han descrito varias familias con deficiencia de esta enzima, que se hereda en forma autosómica recesiva. En todos los casos menos uno, se ha asociado con anemia hemolítica de intensidad moderada, pero la excepción basta para poner en duda la relación causa-efecto entre la deficiencia y la anemia, y deberán conocerse más pacientes antes de estar ciertos de cuál es la consecuencia clínica de la deficiencia de AC. CONCLUSIONES Las alteraciones en las enzimas del eritrocito causan destrucción eritrocítica que debe sospecharse en pacientes con cuadros de hemólisis crónica. La glucosa es el sustrato metabólico más importante de los eritrocitos, metabolizada por la vía anaeróbica y la vía de las pentosas. Las alteraciones en las enzimas del metabolismo de los nucleótidos también producen hemólisis. PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN 1. El sustrato metabólico más importante de los eritrocitos es: a. Galactosa b. Fructosa c. Glucosa 2. La vida media de un eritrocito es de: a. 30 días b. 120 días c. 160 días

11 CAPÍTULO 8. ANEMIAS HEMOLÍTICAS POR ALTERACIONES La deficiencia enzimática más común del ciclo de Embden-Meyerhof es: a. Hexocinasa b. Glucosa-6-fosfato c. Piruvatocinasa 4. La deficiencia enzimática más común del ciclo de las pentosas es: a. Hexocinasa b. Glucosa 6 fosfato c. Aldolasa 5. En la crisis de anemia hemolítica, podemos encontrar: a. Bilirrubina directa elevada b. Bilirrubina indirecta elevada c. Bilirrubina directa disminuida BIBLIOGRAFÍA Beutler E. Glucose-6-phosphate dehydrogenase. New perspectives. Blood. 1989; 74: Beutler E, Kuhl W, et al. Some Mexican glucose-6-phosphate dehydrogenase variants revisited. Hum Genet. 1991; 86: Beutler E, Kuhl W. Linkage between a PvuII restriction fragment length polymorphism and G-6-PD A- 202A/376G: Evidence for a single origin of the common G-6-PD A- mutation. Hum Genet. 1990; 85: Beutler E, Kuhl W. The NT 1311 polymorphism of G-6-PD: G-6-PD Mediterranean mutation may have originated independently in Europe and Asia. Am J Hum Genet. 1990; Hirono A, Kanno H, Miwa S, Beutler E. Pyruvate kinase deficiency and other enzymopathies of the erythrocyte. The Online Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases (OMMBID). PART 19: BLOOD Chapter 182. Lisker R. Panorama de la deficiencia de la glucosa-6-fosfato dehidrogenasa eritrocítica. Rev Invest Clin. 1992; 44: Lisker R, Ramírez E, et al. Gene frequencies and admixture estimates in four Mexican urban centers. Hum Biol. 1990; 62: Lisker R, Linares C, et al. Glucose 6-phosphate dehydrogenase México. A new variant with enzyme deficiency, abnormal mobility and abscence of hemolysis. J Lab Clin Med. 1972; 79: Lukens JN. Hereditary hemolytic anemias associated with abnormalities of erythrocyte anaerobic glycolisis and nucleotide metabolism. En: Lee RG, Bithell TC, et al (eds). Wintrobe s Clinical hematology. Philadelphia: Lea-Febiger; p Luzzatto L, Mehta A, Vulliamy T. Glucose 6-phosphate dehydrogenase deficiency. The Online Metabolic and Molecular Bases of Inherited Diseases (OMMBID). PART 19: BLOOD. 2006; 179: Persico MG, Viglietto G, et al. Isolation of human glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PD) cdna clones: Primary structure of the protein and unusual 5 non coding region. Nucleic Acid Res. 1986; 14: Sullivan DW, Glader BE. Erythrocyte enzyme disorders in children. Ped Clin N A. 1980; 27: Vaca G, Arámbula-Meraz E. DNA sequencing analysis of several G6PD variants previously defined by PCR-restriction enzyme analysis. Genet Mol Biol. 2006; 29: Vives-Corrons JL. Red blood cell enzyme defects. En: European School of Hematology. Handbook on disorders of erythropoiesis, erythrocytes and iron metabolism p RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN 1. c 2. b 3. c 4. b 5. b

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