¿QUÉ podría ser más natural que respirar? La mayoría de nosotros nunca nos paramos a pensar en ello. Sin embargo, la respiración no podría mantenernos vivos si no fuera por la molécula de hemoglobina, una compleja obra maestra diseñada por nuestro Creador. Cada uno de los treinta billones de eritrocitos, o glóbulos rojos, de nuestro organismo contiene en su interior hemoglobina que transporta oxígeno de los pulmones a todos los tejidos del cuerpo. Sin hemoglobina, moriríamos casi instantáneamente ¿Cómo se las arreglan las moléculas de hemoglobina para recoger diminutas moléculas de oxígeno, retenerlas de forma segura y luego liberarlas, todo en el momento adecuado? Dicho proceso es el resultado de varias proezas de ingeniería molecular.
“Taxis” moleculares
Podríamos asemejar las moléculas de hemoglobina a taxis de
cuatro puertas, con asientos solo para cuatro “pasajeros”. Estos taxis no
necesitan conductor, pues son transportados por millones en el interior de cada
eritrocito.
Nuestro viaje comienza cuando los eritrocitos llegan a los
alvéolos de los pulmones, es decir, al “aeropuerto”. Cuando inhalamos, multitud
de minúsculas moléculas de oxígeno recién llegadas comienzan a buscar
transporte y en seguida se introducen en los eritrocitos. A pesar de que los
taxis de hemoglobina tienen las puertas cerradas, una decidida molécula de
oxígeno no tarda en hacerse sitio entre la bulliciosa multitud y ocupar uno de
los asientos.
Entonces sucede algo
muy interesante. Con la entrada del primer pasajero, la molécula de hemoglobina
empieza a cambiar de forma y sus cuatro “puertas” se abren automáticamente, lo
que permite al resto subir a bordo con más facilidad. Este proceso, llamado
cooperatividad, es tan eficaz que, en el tiempo que dura una sola inspiración,
se ocupan el 95% de los “asientos” de todos los taxis de un eritrocito. Los más
de doscientos cincuenta millones de moléculas de hemoglobina que hay en un solo
eritrocito pueden transportar en conjunto unos mil millones de moléculas de
oxígeno. En poco tiempo, los eritrocitos que transportan los taxis parten a
entregar su valioso suministro de oxígeno a los tejidos que lo necesitan. Pero
cabe preguntar: ¿qué impide que los átomos de la molécula de oxígeno abandonen
el interior de la hemoglobina antes de tiempo?
La respuesta es que en
el interior de cada molécula de hemoglobina, las moléculas de oxígeno se unen a
unos átomos de hierro que las estaban esperando. Ahora bien, cuando el hierro
se une al oxígeno presente en el agua, por lo general se forma óxido de hierro,
y cuando el hierro se oxida, el oxígeno queda encerrado permanentemente en un
cristal. Así es que, ¿cómo se las arregla la molécula de hemoglobina para unir
o separar el hierro y el oxígeno sin generar óxido en un medio acuoso como el
del eritrocito?
Veamos cómo funciona
Fijémonos
en la estructura de la molécula de hemoglobina. Está compuesta de unos diez mil
átomos de hidrógeno, carbono, nitrógeno, azufre y oxígeno ensamblados
cuidadosamente al rededor de solo cuatro átomos de hierro. ¿Por qué necesitan
tanto apoyo los cuatro átomos de hierro?
En
primer lugar, los cuatro átomos de hierro tienen carga eléctrica y hay que
controlarlos bien. Estos átomos, llamados iones, podrían causar mucho daño en
el interior de los eritrocitos si circularan libremente. Por eso, cada uno está
rodeado por una rígida lámina protectora que lo sujeta. En segundo lugar, las
cuatro láminas están encajadas con precisión en la molécula de hemoglobina, de
modo que las moléculas de oxígeno lleguen hasta los iones de hierro, pero las
de agua no puedan llegar. Y sin agua, no se pueden formar cristales de óxido.
El hierro de la molécula de hemoglobina no se
puede ligar o desligar del oxígeno por sí solo. Por otra parte, sin los cuatro
iones de hierro, el resto de la molécula de hemoglobina sería inútil. Solo
cuando estos iones están perfectamente encajados, la hemoglobina puede
transportar oxígeno a través del torrente sanguíneo.
Liberación del oxígeno
A
medida que los eritrocitos abandonan las arterias y penetran en los minúsculos
capilares que llegan alfondo de los tejidos, cambia el entorno que los rodea.
Ahora el entorno es más templado que el de los pulmones, contiene menos oxígeno
y es más ácido debido a la presencia de anhídrido carbónico. Todo ello indica a
las moléculas de hemoglobina, o taxis, en el interior del eritrocito, que es el
momento de liberar a sus importantes pasajeros, las moléculas de oxígeno.
La molécula de hemoglobina vuelve a cambiar de
forma cuando las moléculas de oxígeno la abandonan. Cambia lo justo para
“cerrar las puertas” y dejar al oxígeno fuera, donde es más necesario. Tener
las puertas cerradas también impide que la hemoglobina transporte oxígeno
perdido de regreso a los pulmones. En vez de eso, recoge rápidamente anhídrido
carbónico para el viaje de vuelta.
En
poco tiempo, los eritrocitos sin oxígeno están otra vez en los pulmones, donde
la hemoglobina liberará el anhídrido carbónico y volverá a recoger el oxígeno
vital, un proceso que se repetirá miles de veces durante los ciento veinte días
de vida media de un eritrocito.
La
hemoglobina es a todas luces una molécula prodigiosa. Tal como se afirmaba al
principio de este artículo, se trata de “una molécula gigante y de gran
complejidad”.
CUIDE BIEN SU HEMOGLOBINA
En
muchos lugares es común llamar sangre pobre en hierro a lo que en realidad es
sangre con una concentración baja de hemoglobina. Sin los cuatro átomos
esenciales de hierro que hay en la molécula de hemoglobina, sus otros diez mil
átomos resultarían inútiles. Por eso, es importante obtener suficiente hierro
mediante una dieta saludable. En la tabla adjunta se indican varios alimentos
que son una buena fuente de hierro.
Además de ingerir alimentos ricos en hierro,
con viene seguir las siguientes recomendaciones. 1) Realizar ejercicio
apropiado con regularidad. 2) No fumar. 3) Evitar convertirse en fumador
pasivo. ¿Por qué resulta tan nocivo el humo del tabaco?
La
razón es que está saturado de monóxido de carbono, el mismo gas tóxico que
emiten los tubos de escape de los automóviles. El monóxido de carbono causa
muertes accidentales, y algunas personas lo inhalan para suicidarse. Este gas
se liga a los átomos de hierro presentes en la hemoglobina unas doscientas
veces más rápido que el oxígeno. Como el humo del tabaco reduce de forma
drástica el aporte de oxígeno, la persona no tarda en verse afectada.
