CURSO A DISTANCIA DE ACTUALIZACIÓN EN ERITROPATÍAS 2014

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Curso A Distancia de Actualización en Eritropatías

2014 - Mayo - B

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Artículo: van Zwieten R, Verhoeven AJ, Roos D. Inborn defects in the antioxidant systems of human red blood cells. Free Radic Biol Med. 2013 Dec 6;67C:377-386 PMID: 24316370

Queridos alumnos: en las páginas 2 y 3 van a encontrar sendas diapositivas aclaratorias de temas que se tratan en este artículo y en la página 4 las 3 preguntas de selección múltiple a contestar antes de las 12 hs. del lunes 6 de junio en la grilla que hay que bajar de

https://docs.google.com/forms/d/1TsWJ70qJpMtXZWUwtjSL-H1xJcZzOpS9p53BHZmoZck/viewform

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2014 - Mayo - B

Preguntas

Artículo: van Zwieten R, Verhoeven AJ, Roos D. Inborn defects in the antioxidant systems of human red blood cells. Free Radic Biol Med. 2013 Dec 6;67C:377-386 PMID: 24316370

1) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

c) El anión superóxido (^•O₂^-) es la especie de oxígeno (ROS: especie reactiva de oxígeno) más reactiva y más dañina para los tejidos.

2) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

a) Las metahemoglobinemias (o mejor llamadas metahemoglobinocitemias) congénitas de herencia dominante determinan un cuadro clínico más leve que las de herencia recesiva.

b) En el glóbulo rojo hay 3 enzimas que degradan el peróxido de hidrógeno a agua, la glutatión peroxidasa, la catalasa y la peroxiredoxina-2, siendo ésta la más abundante de las tres.

d) En el glóbulo rojo el sistema más importante para prevenir la oxidación de la hemoglobina a metahemoglobina es la citocromo b5 reductasa NADH dependiente.

3) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

b) La deficiencia nutricional de riboflavina es más nociva para el metabolismo del glutatión que la deficiencia nutricional de selenio.

c) NADPH es el principal cofactor necesario para la reducción de la metahemoglobina en hemoglobina en el ser humano.

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2014 - Mayo - B

Respuestas

Artículo: van Zwieten R, Verhoeven AJ, Roos D. Inborn defects in the antioxidant systems of human red blood cells. Free Radic Biol Med. 2013 Dec 6;67C:377-386 PMID: 24316370

1) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

a) Paciente portador de beta-talasemia heterocigota con cuadro de anemia hemolítica severa tras la ingesta de habas. Dado que en este paciente se suma el aumento de generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) por su condición talasémica al defecto en la degradación de las especies reactivas de oxígeno por la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, su riesgo de estrés oxidante es mayor que en los pacientes portadores de una sola de las dos deficiencias en forma aislada. Incorrecto Tanto los doble heterocigotas para beta-talasemia y deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa como los dobles heterocigotas para enfermedad drepanocítica (SCD) y deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, no se ven agravados en su cuadro clínico ni en su riesgo de estrés oxidante por la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, posiblemente porque por la hemólisis y la eritropoyesis aumentada consecuente hay un franco predominio de población eritrocitaria joven con niveles más altos de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (383-1.6).

b) El autor postula que "estrés oxidativoestimulación de la hemoxigenasa-1mayor liberación de monóxido de carbonoinmunosupresiónprotección contra formas letales de paludismo" es un mecanismo antipalúdico común en rasgo drepanocítico, rasgo talasémico, deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa y profilaxis antipalúdica con drogas (primaquina, cloroquina, etc.). Correcto Ferreira y col. han demostrado este mecanismo protector contra formas letales de paludismo en modelos murinos de rasgo drepanocítico, y el autor postula hacerlo extensivo a situaciones tales como rasgo talasémico, deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa y profilaxis antipalúdica con drogas (primaquina, cloroquina, etc.) dado que en todos estos casos hay un aumento de expresión de la hemoxigenasa-1 (383-2.3).

c) El anión superóxido (^•O₂^-) es la especie de oxígeno (ROS: especie reactiva de oxígeno) más reactiva y más dañina para los tejidos. Incorrecto El anión superóxido es la principal especie reactiva de oxígeno producida en el glóbulo rojo, pero por su carga no es particularmente reactiva, e incluso puede salir del eritrocito vía el canal de aniones (proteína banda 3). Cuando un anión superóxido dismutado a peróxido de hidrógeno (H₂O₂) se combina con otro anión superóxido se genera, mediante la reacción de Haber-Weiss, el radical hidroxilo (^•OH), que sí es la especie de oxígeno más reactiva y dañina para los tejidos. La reacción de Haber-Weiss comprende dos pasos que son fuertemente acelerados por la presencia de hierro. El primer paso es la reducción del catión férrico a catión ferroso: Fe³⁺ + •O₂− → Fe²⁺ + O₂. El segundo paso es una reacción de Fenton: Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH⁻ + ^•OH. La reacción neta es: ^•O₂^- + H₂O₂ → ^•OH + OH^- + O₂ (381-1.3, diapositiva en página 2 de este archivo).

d) La mayoría de las mutaciones del gen G6PD que determinan una disminución de la actividad enzimática de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa son mutaciones sin sentido o alteraciones del encuadre. Incorrecto No se conocen mutaciones sin sentido o alteraciones del encuadre en el gen G6PD, ya que estos defectos darían lugar a una expresión nula de la enzima a partir de ese alelo (G6PD⁰), lo que sería incompatible con la vida en los pacientes hemicigotas o en las pacientes homocigotas (380-2.4).

2) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

a) Las metahemoglobinemias (o mejor llamadas metahemoglobinocitemias) congénitas de herencia dominante determinan un cuadro clínico más leve que las de herencia recesiva. Incorrecto Tal como se ve en la diapositiva de la página 3 de este artículo, las metahemoglobinemias pueden ser adquiridas (estrés oxidante que supera los mecanismos preventivos) o hereditarias. En las metahemoglobinemias hereditarias por déficit en el sistema preventivo es poco frecuente el aumento significativo de la metahemoglobina, ya que, aunque se forma en gran cantidad, rápidamente es reducida a hemoglobina por la citocromo b5 reductasa NADH dependiente (diaforasa I) o degradada a citocromos por los agentes oxidantes (no hay "dique" de contención a este nivel). Las metahemoglobinemias hereditarias típicas son por deficiencia de la citocromo b5 reductasa NADH dependiente (diaforasa I), de herencia recesiva, y las hemoglobinas M, de herencia dominante. El cuadro clínico de éstas es solamente cosmético, mientras que los pacientes con deficiencia de la citocromo b5 reductasa NADH dependiente (diaforasa I) alcanzan concentraciones de metahemoglobina en sangre superiores al 25 %, con la consiguiente limitación en la entrega de oxígeno a los tejidos (tipo I) y poliglobulia compensadora, con clínica de retardo mental en algunos casos (tipo II) (382-2.7).

b) En el glóbulo rojo hay 3 enzimas que degradan el peróxido de hidrógeno a agua, la glutatión peroxidasa, la catalasa y la peroxiredoxina-2, siendo ésta la más abundante de las tres. Correcto La glutatión peroxidasa reduce el peróxido de hidrógeno a agua, oxidando a su vez el glutatión reducido (2GSH) a glutatión oxidado (GS-SG) (381-2.9 y Fig. 2). La catalasa, pese a su abundancia, participa pero escasamente en la reducción del peróxido de hidrógeno a hidrógeno en condiciones basales (381-2.4 y Fig. 2). La peroxiredoxina-2 es la proteína más abundante en el eritrocitos después de la hemoglobina y la anhidrasa carbónica, y también reduce el peróxido de hidrógeno a agua, oxidando a su vez el glutatión reducido (2GSH) a glutatión oxidado (GS-SG) (381-2.6 y Fig. 2). Las tres enzimas dependen, entonces, de la presencia de NADPH, aunque la catalasa sólo como protección contra su inactivación (380-2.7).

c) Dado que la hexokinasa fosforila la glucosa a glucosa-6-fosfato inmediatamente antes de la bifurcación de la glicólisis en vía directa y shunt de las pentosas, su deficiencia es la única enzimopatía de la vía directa que puede interferir la reducción del NADP⁺ oxidado a NADPH reducido. Incorrecto En líneas generales las enzimopatías de la vía directa de la glicólisis dan cuadro clínico de anemia hemolítica crónica no esferocítica por disminución en la síntesis de ATP, lo que es válido tanto para la deficiencia de hexokinasa (muy rara) como de piruvatokinasa (relativamente más frecuente), mientras que las enzimopatías del shunt de las pentosas, en particular la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, dan cuadro clínico de anemia hemolítica en relación con estrés oxidante. Teóricamente la deficiencia de hexoquinasa tendría que afectar también la disponibilidad de glucosa-6-fosfato para el shunt de las pentosas, pero en condiciones basales sólo el 5 % de la glucosa-6-fosfato ingresa al shunt, por lo que la deficiencia de hexokinasa no afecta significativamente la actividad del shunt ni la disponibilidad de NADPH reducido (379-2.9). Por el contrario, la síntesis de NADPH se ve afectada en la deficiencia de piruvatokinasa, ya que la acumulación de 2,3-difosfoglicerato determina un efecto inhibitorio sobre la actividad de la 6-fosfogluconato deshidrogenasa, la segunda enzima del shunt de las pentosas, y con capacidad, al igual que la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, de reducir el NADP+ a NADPH (380-1.4). En conclusión, es más probable que la anemia hemolítica crónica no esferocítica propia de las enzimopatías de la vía directa de la glicólisis se vea agravada por hemólisis por estrés oxidativo en caso de una deficiencia de piruvatokinasa que en el caso de una deficiencia de hexokinasa.

d) En el glóbulo rojo el sistema más importante para prevenir la oxidación de la hemoglobina a metahemoglobina es la citocromo b5 reductasa NADH dependiente. Incorrecto La citocromo b5 reductasa NADH dependiente es el único sistema en el glóbulo rojo para reducir la metahemoglobina a hemoglobina (378-2.7). Pero éste es un mecanismo correctivo, no preventivo. La prevención de la oxidación de la hemoglobina a metahemoglobina por el peróxido de hidrógeno corre por cuenta de una serie de mecanismos preventivos entre los cuales los más importantes son la glutatión peroxidasa, la peroxiredoxina y la catalasa (Fig. 2).

3) Indique cuál de las siguientes cuatro aseveraciones es la única correcta:

a) Alteraciones en el metabolismo del glutatión incluyen defectos en su síntesis y defectos en su reducción. Puesto que el glutatión sólo es activo en su forma reducida, el cuadro clínico de los defectos en su reducción son más severos que los defectos en su síntesis. Incorrecto Los defectos en la reducción del glutatión, ya sea por deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa o de glutatión reductasa (la deficiencia de glutatión peroxidasa no parece generar cuadro clínico patológico) determinan sólo cuadro clínico de anemia hemolítica en relación con estrés oxidante, ya que el glóbulo rojo tiene capacidad a) para aumentar la síntesis de glutatión reducido (normalmente el 90 % del glutatión presente en el eritrocito) en caso de necesidad o b) de reducir parte del glutatión oxidado por el sistema de la peroxiredoxina. Por el contrario, no hay vía redundante para la síntesis de glutatión, por lo que los defectos de su síntesis dan lugar a cuadro clínico de anemia hemolítica crónica acompañado de retardo mental. (382-2.2).

b) La deficiencia nutricional de riboflavina es más nociva para el metabolismo del glutatión que la deficiencia nutricional de selenio. Correcto Dado que la glutatión reductasa es una flavoproteína, deficiencias de riboflavina (vitamina B2) en la dieta afectan su funcionamiento, dando cuadro clínico de anemia hemolítica en relación con estrés oxidante en caso de deficiencias severas de riboflavina (382-1.8). Por el contrario, la glutatión peroxidasa es una selenoproteína cuyo aminoácido número 48 es una selenocisteína. Las deficiencias de selenio en la dieta determinan una disminución de la actividad de la glutatión peroxidasa, pero ni las deficiencias adquiridas ni las congénitas de esta enzima tienen consecuencias clínicas (382-1.2).

c) NADPH es el principal cofactor necesario para la reducción de la metahemoglobina en hemoglobina en el ser humano. Incorrecto La citocromo b5 reductasa NADH dependiente (también conocida con el nombre de diaforasa I) es la única enzima funcionante en el hombre capaz de reducir la metahemoglobina a hemoglobina (379-1.9). La diaforasa II, que sí usa NADPH como cofactor reductor, no es funcionante en el ser humano por carencia de un elemento intermediario como lo es el citocromo b5 en el caso de la diaforasa I. Cuando se incorpora un intermediario como el azul de metileno, tal como puede hacerse in vivo para el tratamiento de la seudocianosis por metahemoglobinemia como in vitro en la prueba de Brewer para lograr la reducción de más del 95 % de la metahemoglobina generada por el nitrito de sodio, la diaforasa II se vuelve activa y colabora con la diaforasa I en la reducción de la metahemoglobina.

d) En la deficiencia de pirimidín-5-nucleotidasa el cuadro clínico de hemólisis en relación con estrés oxidante se debe a la inestabilidad de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa por el exceso de citidina 5' fosfato. Incorrecto La inestabilidad es la alteración funcional propia de casi todas las variantes enzimáticas de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (en general mutaciones con sentido equivocado en las que la sustitución de un nucleótido por otro determina la traducción de un aminoácido distinto del normal, con la consiguiente alteración de la estabilidad). Pero en el caso de la deficiencia de pirimidín-5-nucleotidasa la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa es funcionalmente normal, sólo que está inhibida por el exceso acumulativo de citidin 5'-trifosfato, con la consiguiente disminución marcada de su actividad funcional (381-1.1). Dado que esta inhibición ocurre ya desde la etapa de reticulocito, el cuadro clínico es de hemólisis crónica, mientras que en la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa la inestabilidad de la molécula hace que ésta tenga una actividad normal en los glóbulos rojos jóvenes pero se vuelva disfuncional a lo largo de la vida del eritrocito, determinando un cuadro clínico de anemia hemolítica sólo en situaciones de estrés oxidante, pero no en condiciones basales.

ANEXO I BECAS CONVOCATORIA CURSO 20202021 DEL
CAJÓN DE RECURSOS (CUENTO) EL PINCELITO HABÍA UNA
COLEGIO SANTÍSIMA TRINIDAD SEVILLA DPTO DE MATEMÁTICAS CURSO

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