Nei globuli rossi del feto è possibile identificare una forma di emoglobina diversa da quella adulta. L’emoglobina è contenuta all’interno dei globuli rossi, e il suo ruolo consiste nel trasportare l’ossigeno ai tessuti del nostro organismo.
Struttura e Funzione dell'Emoglobina Fetale
In particolare, l'emoglobina fetale (HbF od emoglobina F) è formata da due catene α e da due catene γ, costituite rispettivamente da 141 e 146 amminoacidi. Nell’emoglobina fetale invece, si trovano due catene α e due catene γ (gamma). Le due catene alfa sono identiche a quelle presenti nell'emoglobina adulta, mentre quelle gamma differiscono dalle Beta per 39 amminoacidi.
Dal punto di vista funzionale, l'emoglobina fetale permette al feto di estrarre con maggiore efficacia l'ossigeno dal sangue materno. Questa modifica strutturale conferisce all'emoglobina fetale un'affinità per l'ossigeno superiore; in altre parole, si lega all'ossigeno in modo più tenace rispetto all'emoglobina adulta. Riesce infatti a trasportare percentuali comprese tra il 20% e il 30% di ossigeno in più, rispetto all’emoglobina materna. Il trasferimento di ossigeno al sangue fetale attraverso la barriera placentare è favorito anche dalla maggiore concentrazione di emoglobina, più alta di circa il 50% rispetto a quella del sangue materno.
Le emoglobine di un adulto sono composte da due coppie di catene, che prendono il nome α (alfa) e ß (beta). L'emoglobina dell'adulto è in massima parte HbA: è costituita da due coppie di catene, denominate α (alfa) e ß (beta). In bassa percentuale si trova l'HbA2, costituita da due catene α e due catene δ (delta) e l'HbF, o emoglobina fetale, costituita da due catene α e due catene γ (gamma), che è l'emoglobina predominante nella vita fetale e che diminuisce alle percentuali dell'adulto dopo i primi sei mesi di vita.
Espressione nel tempo e nei diversi tessuti dei differenti tipi di catene globiniche umane. La differente espressione nel tempo, dal concepimento alla vita adulta, delle diverse catene globiniche nell'uomo dipende dall'attivazione e dallo spegnimento di specifici geni.
La sintesi delle globine Beta caratterizzanti l'emoglobina adulta, appena percettibile durante la vita fetale, raggiunge il normale regime soltanto verso la fine del terzo mese della vita extrauterina. Entro il primo anno di vita le concentrazioni di emoglobina fetale scendono a livelli generalmente inferiori all'1%. Adulti normali presentano valori di emoglobina fetale compresi tra lo 0.3% e l'1.2%, meno del 3.5% di emoglobina A2 (α2, δ2), e la rimanente percentuale (in genere > 96%) coperta dall'emoglobina di tipo A.
Significato Patologico e Persistenza Ereditaria dell'Emoglobina Fetale
Una piccola percentuale di emoglobina fetale viene espressa anche durante la vita adulta ed i suoi livelli possono variare anche di molto sotto l'influenza di fattori quali l'età, il sesso o peculiarità genomiche. Alcuni soggetti sono affetti dalla cosiddetta persistenza ereditaria dell'emoglobina fetale, una condizione benigna in cui concentrazioni importanti di emoglobina fetale (> 10%) persistono anche in età adulta.
Si è notato come tale peculiarità, generalmente asintomatica, possa alleviare la severità di certe emoglobinopatie e talassemie.
Talassemia
Le talassemie sono un gruppo di anemie ereditarie, caratterizzate da un difetto quantitativo nella sintesi dell'emoglobina (Hb). Alla base di tali disordini, vi sono alterazioni genetiche eterogenee che determinano l'abolizione o la riduzione della produzione di una o più catene globiniche. Ne consegue una riduzione nella sintesi dell'emoglobina, che conduce ad un quadro di anemia e di eritropoiesi inefficace di gravità variabile.
Sulla base della catena mancante, si distinguono α-talassemie e β-talassemie. La riduzione delle catene polipeptidiche β e δ, invece, configura il quadro della ß-δ talassemia. Inoltre, è possibile la persistenza ereditaria dell'emoglobina fetale (Hb F). Le caratteristiche cliniche delle talassemie dipendono dallo specifico difetto genetico.
Le Talassemie sono causate da un difetto ereditario che impedisce la normale sintesi delle catene α (α-talassemia) o delle catene ß (ß-talassemia). L'informazione genetica per le catene α è contenuta in 4 geni: nel caso dell'α-talassemia perciò il difetto può derivare dall'alterazione di tutte e quattro i geni (condizione non compatibile con lo sviluppo del feto), di tre geni (presenza di Hb formata da complessi di quattro catene ß chiamata HbH, accompagnata da anemia emolitica, splenomegalia ecc.), di due geni (tratto talassemico con presenza di anemia, globuli rossi di volume ridotto, ma con percentuali di HbA2 e HbF di solito normali), di un gene (condizione indistinguibile dalla normalità, ma con possibile trasmissione del carattere alla prole).
L'informazione genetica per le catene ß è contenuta in 2 geni: nel caso della ß-talassemia il difetto può derivare dall'alterazione di entrambi i geni (forma omozigote), e in questo caso la malattia è definita ß-talassemia major o morbo di Cooley (si manifesta subito dopo la nascita con una anemia molto grave, che necessita di trasfusioni periodiche di sangue), oppure dall'alterazione di un solo gene (forma eterozigote), e in questo caso il difetto viene chiamato ß-talassemia minor o tratto talassemico (la maggior parte delle persone con talassemia minor non presenta sintomi; i globuli rossi nel loro sangue sono in numero maggiore che nel normale, ma di volume ridotto - da cui il termine di microcitemia - e poveri di emoglobina).
Diagnosi e Monitoraggio
Tra i diversi esami del sangue, l’esame per l’emoglobina fetale viene svolto per la diagnosi di patologie a carico del sangue, quali talassemia e anemia falciforme. Per definizione le emoglobinopatie sono varianti emoglobiniche e vengono ricomprese nei disordini genetici. Attualmente sono state rilevati circa 1000 tipi di emoglobinopatie.
In un adulto, livelli di emoglobina fetale considerabili normali oscillano tra 0.1 e 1.1. È comunque necessaria una precisazione. Quando negli adulti si hanno valori superiori a 1.1, si parla di emoglobina f alta. I valori di riferimento degli esami di laboratorio possono variare a seconda della metodologia di analisi dei campioni, quelli indicati in questa scheda hanno uno scopo puramente informativo.
Per l’esame dell’emoglobina fetale viene richiesto un digiuno di almeno otto ore.
Per rilevare durante la gravidanza se un feto è affetto da talassemia maior, è possibile determinare la quantità di emoglobina adulta presente in un campione di sangue prelevato mediante cordocentesi. Nell'utero, il feto normale produce una piccola quota di emoglobina adulta (2,5-5%). Il feto con talassemia maior ne produce ancor meno (inferiore al 2%).
Approcci Terapeutici
Una terapia farmacologica capace di aumentare la concentrazione di emoglobina fetale apporta benefici significativi ad alcune categorie di pazienti, come quelli affetti da anemia falciforme o da talassemia Beta. Il prototipo di questi farmaci è stata l'idrossiurea, farmaco antineoplastico ad azione mielosopressiva, che si è dimostrato efficace nell'aumentare i livelli di emoglobina fetale e nel ridurre l'incidenza di crisi dolorose in pazienti affetti da anemia falciforme.
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