lunes, 14 de abril de 2014

¿Cómo se mide la saturación de la hemoglobina?


Hemoglobina. Fuente: Wikipedia

La hemoglobina es la proteína encargada del transporte de oxígeno y del dióxido de carbono en los vertebrados. Está formada por cuatro cadenas polipeptídicas y cada una de estas cadenas está unida a un grupo hemo, que es el centro activo de la molécula y que está directamente implicado en los equilibrios del oxígeno y del dióxido de carbono.

Grupo hemo. Fuente: Wikipedia

En el grupo hemo, el átomo de hierro (II) está hexacoordinado: cuatro de estas posiciones están ocupadas por el anillo de porfirina, las otras dos pueden ser ocupadas por oxígeno, por tanto una molécula de hemoglobina puede unirse a cuatro moléculas de oxígeno. Cuando la hemoglobina se une al oxígeno se habla de oxihemoglobina mientras que en el caso contrario tenemos la desoxihemoglobina.

Cambio de la hemoglobina en función del estado oxi-desoxi. Fuente: Wikipedia

La unión de una molécula de oxígeno a uno de los grupos hemo la hemoglobina induce una serie de cambios conformacionales en las cuatro cadenas de la proteína que favorecen la unión de las siguientes moléculas de oxígeno en una suerte de proceso cooperativo que he intentado plasmar en la siguiente imagen.

Unión cooperativa del oxígeno a la hemoglobina. Fuente: elaboración propia.

Este equilibrio origina una curva de saturación sigmoidal como la que puedes ver en la siguiente figura. La saturación de la hemoglobina mide qué porcentaje de los sitios activos de la hemoglobina están ocupados por oxígeno. Obviamente, lo ideal es que este porcentaje sea muy alto (en torno al 97%), sin embargo existen dolencias (enfermedades pulmonares, tabaquismo, alcalosis, ...) que pueden hacer disminuir este porcentaje.
Saturación de la hemoglobina frente a la presión parcial de oxígeno. Fuente: elaboración propia

El pulsioxímetro

Seguro que alguna vez has visto un instrumento como el siguiente:

Pulsioxímetro. Fuente: Google Imágenes

Se llama pulsioxímetro y sirve para medir la saturación de la hemoglobina en sangre. Pero, ¿cómo lo hace? Para responder a esta pregunta tienes que fijarte en la gráfica que hay bajo estas líneas.

Absorción de luz frente a longitud de onda para diferentes hemoglobinas. Fuente: Google patentes

En este gráfico puedes ver cómo varía la cantidad de luz que absorben distintos tipos de hemoglobinas en función de la longitud de onda de la radiación incidente. Fíjate en la curva que he resaltado, que es la de la oxihemoglobina. Como ves, el perfil de absorción de la oxihemoglobina es diferente al del resto de las hemoglobinas. 
La ley de Lambert-Beer establece que la cantidad de luz absorbida (A) por una muestra es proporcional a la concentración (c) de la sustancias que absorben la radiación incidente.


Los parámetros alfa y ele son el coeficiente de absorción molar y la distancia del camino recorrido por el rayo incidente. De modo que midiendo la cantidad de luz absorbida se puede conocer la concentración del compuesto activo a esa longitud de onda. 

Bien, si te fijas en la pinza de los pulsioxímetros que se suele colocar en el dedo índice verás que tiene un par de LEDs que emiten a 660 nm y a 940 nm. A estas longitudes de onda la oxighemoglobina absorbe gran parte de la radiación incidente, de manera que a partir de la radiación absorbida es posible - con correcciones empíricas mediante - conocer la concentración de la oxihemoglobina en sangre. Fácil, ¿verdad?

La gran ventaja de la pulsioxímetro es que se trata de una técnica rápida, económica y no invasiva. Además, también proporciona la frecuencia cardíaca. 

Esta entrada participa en la XXXIV Carnaval de Química (edición del Sé) alojado en el blog molesdequimica del gran Jesús Garoz Ruíz.


Esta entrada participa en la XXX Carnaval de Biología alojado en el blog Activa tu neurona


2 comentarios:

molesdequimica dijo...

¡Hola Luis!


Darte las gracias por participar de forma tan activamente en la Edición Selenio del Carnaval de Química. Este post además me ha hecho mucha ilusión pues en nuestro grupo de investigación hacemos espectroelectroquímica. Yo, concretamente, UV/Vis, así que como te puedes imaginar, la parte espectroscópica guarda relación con tu entrada. ¡Qué guay!

Un abrazo y gracias!!
Jesús

Luis Reig dijo...

Gracias a ti, Jesús, por el memorable carnaval que organizaste (con retransmisión en directo y todo, jeje) y por comentar aquí.

Un espectro-saludo,

Luis

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