Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD). Respuesta de los hematíes y otras células humanas a la disminución en su actividad JAVIER FERNANDO BONILLA, M.D., M.SC.1, MAGDA CAROLINA SÁNCHEZ, LIC. QUIM .2, LILIAN CHUAIRE, M.SC.3 RESUMEN La glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) es la primera enzima de la vía pentosa fosfato y la principal fuente intracelular de nicotidamina adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH), compuesto comprometido en diversos procesos fisiológicos, por ejemplo defensa antioxidante (sobre todo células como los eritrocitos), modulación del crecimiento endotelial, eritropoyesis, vascularización y fagocitosis. La deficiencia de G6PD es la enzimopatía ligada al cromosoma X más común en el ser humano. Si bien se puede presentar en cualquier tipo de célula, su carencia absoluta es incompatible con la vida. Según la OMS, en el mundo hay más de 400 millones de personas afectadas por la deficiencia de la enzima, y para Colombia calculan una prevalencia de la deficiencia severa entre 3% y 7%, pero no se conocen los datos relativos a las alteraciones leves y moderadas, que también tienen efectos clínicos. El presente artículo revisa los aspectos biomoleculares más importantes de la enzima, su clasificación de acuerdo con la actividad y la movilidad electroforética, y también se mencionan algunos aspectos clínicos relacionados con la alteración de su actividad. Palabras clave: Ultraestructura; Fisiología; Genética; Epidemiología; Deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa; Eritrocitos; Anemia hemolítica congénita. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD). Response of the human erythrocyte and another cells to the decrease in their activity SUMMARY Glucose-6-phosphate dehydrogenase is the first enzyme in the pentose phosphate pathway and the main intracellular source of reduced nicotidamineadenine nucleotidephosphate (NADPH), involved in diverse physiological processes such as antioxidant defense, (for instance in the erythrocyte) endothelial growth modulation, erithropoyesis, vascularization and phagocitosis. G6PDH deficiency is the most common X-chromosome-linked enzymopathy in human beings. Although it is present in any type cell, its absolute deficiency is incompatible with life. According to WHO, 400 million people are affected by G6PD deficiency in the world but in Colombia, the severe form prevalence is about 3% to 7%. There are no data related to slight and moderate alterations, that also have clinical effects. This paper reviews some G6PD biomolecular aspects, its classification according to activity and electrophoretic mobility, as well as some main clinical aspects related to its activity alteration. Keywords: Erythrocyte; Physiology; Genetics; Epidemiology; Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency; Congenital hemolytic anemia. Todos los organismos vivientes, sean levaduras o deficiencia es más evidente, quizá porque estas células protozoos, plantas o animales, expresan la enzima gluco- viven durante largo tiempo sin núcleo y porque contienen sa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD)1. proteasas que degradan la enzima mutante en mayor Aunque la G6PD se encuentra en el citoplasma de grado de lo que hacen las proteasas de otros tejidos1. todas las células de los mamíferos, en los glóbulos rojos su Como el eritrocito es una célula transportadora de 1. Profesor Asistente, Facultad de Medicina y Facultad de Rehabilitación, Universidad del Rosario, Bogotá, Colombia. e-mail: jfbonill@urosario.edu.co 2. Profesora Asistente, Facultad de Medicina, Universidad del Rosario, Bogotá, Colombia. e-mail: mcsanche@urosario.edu.co 3. Profesora Principal, Facultad de Medicina, Universidad del Rosario, Bogotá, Colombia. e-mail: lchuaire@urosario.edu.co Recibido para publicación julio 12, 2005 Aceptado para publicación enero 4, 2007 ©6 82007 Corporación Editora Médica del Valle Colomb Med 2007; 38: 68-75 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) Figura 1. Acción de la G6PD en la vía GlucosaG luocosa hexosa monofostato. NADPH partici- pa en la reducción de los peróxidos tóxicos (R-O-OH) por medio del HK glutatión (GSH y GSSG). HK=Hexokinasa Glucosa-6 fosfato 6PGL=6 fosfogluconactonasa 6PGD=6-fosfogluconato deshi- R-O-OH 2GSH NADP drogenasa R-O-OH 2GSH NADP G6PD Ru5PI=Ribulosa 5-fosfato isomerasa ROH GSH=Glutatión reducido ROH GSSG NA GSSG=Glutatión oxidado GSSG NADP DHP H R–O–OH=Peróxidos 6-Fosfogluconato δ-lactona R-O-OH GSH NADP R-O-OH 2GSH NADP 6PGL RORHO H GSSG NADPH GSSG NADPH oxígeno por excelencia sus mecanismos de defensa frente 6-Fosfogluconato al estrés oxidativo hacen parte del mantenimiento de éste en circulación. Estos mecanismos de defensa dependen 6PGD en gran parte del suministro metabólico de la forma reducida de NADP (NADPH + H+). Debido a las carac- terísticas metabólicas particulares de estas células, tan sólo las dos primeras reacciones de la vía de las pentosas Ribulosa-5-fosfato (también llamada de la hexosa monofosfato) tienen la capacidad de generar NADPH + H. Estas son primero, la Ru5PI conversión de glucosa-6-fosfato en ácido-6-fosfoglucónico y segundo, la conversión de este intermediario en ribulosa- 5-fosfato con desprendimiento de CO2. Las dos reaccio- Ribosa-5-fosfato nes son secuenciales y en ambas el NADP es reducido. Mientras que la primera es catalizada por la enzima G6PD, la segunda lo es por la 6-fosfogluconato deshidrogenasa. nuevas moléculas proteicas. Por este motivo, los reti- Mediante la producción del NADPH los eritrocitos redu- culocitos tienen una actividad enzimática cinco veces cen el glutatión oxidado a glutatión reducido proceso mayor que la de los glóbulos rojos senescentes4 y deben catalizado por la enzima glutatión reductasa, una flavo- ser separados antes de efectuar la determinación de la proteína con FAD. A su vez el glutatión reducido retira el actividad de la enzima. peróxido de hidrógeno, H2O2, del eritrocito en una reac- Estructura. La enzima glucosa-6-fosfato deshidro- ción catalizada por la glutatión peroxidasa. Esta reacción genasa (E.C. 1.1.1.49; D-glucosa-6-fosfato: NADP es importante, porque el H2O2 puede disminuir la esperan- oxidoreductasa) 5 está presente en todas las células. En los za de vida de los eritrocitos al incrementar la velocidad de eritrocitos se encuentra en sus formas dimérica y la oxidación de la hemoglobina a metahemoglobina2 (Figu- tetramérica. El monómero tiene un peso molecular de ra 1). 59,256 daltons y consta de 515 aminoácidos. La actividad La deficiencia de G6PD provoca daño oxidativo irre- catalítica sólo se inicia cuando se establece una asociación versible y muerte celular3. La vida media de 60 días de la en estado de equilibrio entre las formas dimérica y tetra- enzima refleja paso a paso la edad de los glóbulos rojos. mérica6. Tal asociación requiere de la presencia de NADP, Así, a mayor edad, la actividad de algunas enzimas ligado fuertemente por la enzima7,8, lo que hace que disminuye, pues los eritrocitos son incapaces de sintetizar NADP desempeñe un papel dual, tanto de componente 69 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) estructural como de coenzima9-11. En 1967, Luzzatto12 de esta enzima provoca una reducción de la generación postuló por lo menos dos sitios de unión del NADP a la de NADPH, lo que trae como resultado una disminu- enzima, con un estado de transición de baja a alta afinidad ción de la producción de H2O2, y por tanto la actividad cuando aumenta la concentración de NADP, lo que microbicida del neutrófilo está afectada, y así mismo la significa que existen dos posibles formas de la enzima, de respuesta inflamatoria 16. Aunque las características acuerdo con su afinidad por el NADP. Estas condiciones clínicas de la deficiencia severa son semejantes a las podrían variar en caso de aparición de un inhibidor compe- de la enfermedad granulomatosa crónica (EGC), su titivo del NADPH. La baja constante de disociación para aparición ocurre, a diferencia de esta última, hacia las el NADPH sugiere que la reacción puede ser un contro- etapas de vida más avanzadas17,18. La EGC constituye lador muy eficiente, a manera de retro-alimentador, que un modelo fundamental para investigar la composición regularía la actividad enzimática. Estos hechos permitie- y la activación del sistema microbicida de las células ron establecer que la relación de concentración NADP/ fagocíticas, en especial de los neutrófilos. Esta entidad NADPH es un mecanismo regulador de la actividad de la se debe a un defecto profundo en la explosión respira- G6PD y por tanto de la vía hexosa monofosfato (HMP) en toria que acompaña a la fagocitosis de todas las células el hematíe. mieloides (neutrófilos, eosinófilos, monocitos, Función. La importancia de la G6PD radica en la macrófagos). La explosión respiratoria genera la con- trascendencia de los procesos celulares en los que parti- versión catalítica del oxígeno molecular en el anión cipa, a saber: Génesis de NADPH, efectuada a partir de superóxido que da lugar a la formación de H2O2, de los dos primeros pasos de la vía hexosa monofosfato. El ácido hipocloroso y de radicales hidroxilo. Estos deri- NADPH participa en la biosíntesis reductora del colesterol vados del oxígeno juegan un importante papel en la y de los ácidos grasos, así como también en la síntesis del reacción microbicida contra bacterias y hongos19,20. óxido nítrico (NO). Por otra parte se requiere para la 5. Modulación del factor de crecimiento endotelial vas- actividad de la metahemoglobina reductasa y para el cular que regula la angiogénesis. El NADPH se utiliza mantenimiento del nivel de glutatión reducido (GSH). como cofactor de la óxido nítrico sintetasa endotelial NADPH y GSH son los responsables del potencial redox (eNOS). Así, el óxido nítrico requerido para la modu- efectivo para proteger del estrés oxidativo tanto a los lación del crecimiento y la migración endotelial durante grupos sulfhidrilo de la membrana celular, como a las el crecimiento vascular, se mantiene en un nivel ade- enzimas y a la hemoglobina que compromete la supervi- cuado17. vencia del eritrocito3. 6. La mayoría de los genes capaces de reducir el riesgo Otras funciones, que muestran la trascendencia de contra ciertas infecciones como la malaria se expresan esta enzima en la vida celular son: en el glóbulo rojo, lo que se considera como un meca- 1. Regulación de la actividad de la proteína KU, implicada nismo genético y/o evolutivo de defensa, como en el en reparar el ADN tras el daño que causan las caso de los genes que expresan la G6PD21. radiaciones. La intervención de la G6PD se efectúa a Deficiencia. La deficiencia de G6PD aún prevalece través del ciclo de las pentosas y consiste en facilitar la como el más común de todos los defectos enzimáticos unión de KU -con residuos de cisteína reducidos- al heredables22,23 y clínicamente significativos, no sólo en el ADN en proceso de reparación13. campo de la hematología, sino también de la biología 2. Desarrollo temprano del embrión. Cuando hay una humana24 y se caracteriza por una amplia heterogeneidad deficiencia severa de G6PD en los tejidos extraembrio- bioquímica y genética. narios, el desarrollo de la placenta se detiene y se La deficiencia de la G6PD ha sido el prototipo, dentro produce la muerte del embrión14. de las anemias hemolíticas, debida a una enzimopatía 3. Supervivencia del feto durante la transición de la como anormalidad primaria del eritrocito. De igual manera hemoglobina fetal a la forma adulta. Aquí la G6PD es un ejemplo de anemia hemolítica debido a una inter- impide el daño oxidativo debido a la generación de acción entre causas extracelulares e intracelulares, ya que especies reactivas de oxígeno a partir de la hemoglo- la hemólisis en la mayoría de los casos es disparada por bina adulta14,15. agentes exógenos25. 4. Fagocitosis en células blancas. La deficiencia severa La hemólisis de los hematíes deficientes ocurre como 70 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) consecuencia del aumento en la susceptibilidad al daño cado como el más importante desencadenante de hemólisis. oxidativo, debido a la incapacidad de las células para Hacia 1958, Gross et al.30, por un lado y Szeinberg et al.22 reducir de forma normal el NADP a NADPH. En presen- por otro, determinaron que la deficiencia enzimática tenía cia de agentes oxidantes, la producción de NADPH a una base hereditaria y sugirieron que estaba ligada al sexo. través de la vía HMP se estimula múltiples veces, de modo La caracterización bioquímica ha permitido identificar que los niveles de NADPH y de GSH se mantienen no menos de 442 variantes de la deficiencia de la enzima. estables. Estos eventos obedecen a la sobre-expresión de Alrededor de 299 fueron descritas mediante métodos G6PD26. El mecanismo exacto en el incremento de la utilizados por el grupo experto de la Organización Mundial sensibilidad al daño oxidativo, facilitador de la hemólisis, no de la Salud (OMS). Por otra parte, se documentaron 60 es claro aún. Sin embargo, existe un significativo volumen mutaciones o combinaciones, todas de naturaleza puntual, de información sobre el favismo, mayor que el disponible si se tiene en cuenta que la deficiencia total es incompa- acerca de los diferentes medicamentos que lo pueden tible con la vida23. producir. En las habas existen sustancias como la devicina De acuerdo con su nivel de actividad las variantes de y el isouramil, que producen oxidación irreversible de GSH la enzima se agruparon en cinco clases23, que son: y de otros grupos de proteínas unidas por grupos -SH. Esto Clase 1: Deficiencia de la enzima con anemia crónica favorece en el hematíe no sólo un desequilibrio electrolítico, hemolítica no esferocítica (CNSHA). sino también la unión por entrecruzamiento de las mem- Clase 2: Deficiencia enzimática severa (menos de branas y microvesiculización, eventos acompañados por 10%, por ejemplo, la forma mediterránea). un aumento en la concentración de calcio en el eritrocito27. Clase 3: Deficiencia enzimática moderada (10%- La deficiencia de G6PD se produce por diversos 60%, por ejemplo, la forma africana). mecanismos genéticos como deleciones, mutaciones pun- Clase 4: Deficiencia enzimática leve o ausente (60%- tuales y sustituciones que afectan la transcripción, proce- 100%). samiento o estructura primaria de la enzima, lo que Clase 5: Actividad enzimática por encima de lo nor- funcionalmente lleva a una disminución de la actividad mal. enzimática o pérdida de afinidad por el sustrato. Hay otros La variante clase 1 es una forma rara y severa, factores que influyen sobre la actividad de la enzima. Así, asociada con la anemia hemolítica no esferocítica crónica. en un estudio cuyo objetivo era determinar la posible De aparición esporádica, sus casos se consideran úni- relación entre la actividad de la enzima G6PD y la hipoxia, cos31. En regiones como los continentes africano y asiático se encontró que la hipoxia favorecía una disminución en su y la cuenca mediterránea existe una alta frecuencia de las actividad27,28. diferentes variantes de la deficiencia enzimática, mientras Variantes. La deficiencia franca de G6PD se identi- que en China y Japón la frecuencia es baja 23. ficó inicialmente a mediados del siglo pasado, en norte- En las poblaciones mediterráneas la deficiencia enzi- americanos de raza negra, en el curso de investigaciones mática es mucho más severa y frecuente que en la llevadas a cabo sobre el efecto hemolítico de la prima- población de raza negra norteamericana32, donde el de- quina19. En la actualidad el medicamento continúa como fecto se identificó en los hematíes. En contraste, éste fue agente causal de la deficiencia en soldados iraquíes con hallado en varios tipos celulares diversos, obtenidos en malaria 29. individuos sensibles italianos y de raza judía 33. Con respec- Desde mediados del siglo pasado, se aceptó que el to a la frecuencia de la deficiencia severa, es notoria la defecto metabólico primario en sujetos susceptibles a la variación entre las distintas poblaciones. Así, entre los hemólisis secundaria a medicamentos o al consumo de americanos de raza negra, la frecuencia del gen de la habas (Vicia faba), corresponde a una baja actividad de deficiencia enzimática es de 0.10% a 0.11%34 con 15% de la G6PD en los eritrocitos30. Si bien está claramente actividad enzimática respecto a la normal35. Como ejem- definida la asociación entre la deficiencia de G6PD y la plo de una frecuencia elevada de la deficiencia, se puede anemia hemolítica no inmune y no esferocítica22, también citar a los judíos kurdos en quienes alcanza, en su forma es evidente su correlación con la hemólisis debida a mediterránea, un valor igual a 0.7%36. La forma medite- medicamentos, a alimentos y a otros eventos como proce- rránea es una variante cuya frecuencia de polimorfismo sos infecciosos, situación que Vulliamy et al.31 han desta- tiene una actividad menor a 10%. En ella, la mutación se 71 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) presenta en el aminoácido 188, con sustitución de Cuadro 1 fenilalanina (Phe) por serina (Ser)37. Características moleculares del gen G6PD En Arabia Saudita la variante más frecuente es la mediterránea, con frecuencias que oscilan entre 0% y ADN Localización Xq2.8 0.4% en hombres y 0% y 0.2% en mujeres. Es posible que Tamaño del gen (en kilobases) 18.5 la alta prevalencia en mujeres obedezca a una disomía Número de exones 13 uniparental o bien, a la alta consanguinidad existente o a Número de intrones 12 que el cromosoma X que contiene el gen normal sea el que ARNm Tamaño (en nucleótidos) 2269 se inactiva durante la impronta genética38. Proteína Número de aminoácidos 515 En latinoamérica se han descrito algunas variantes de Peso molecular (en daltons) 59,265 la enzima. En México por ejemplo, se identificaron 18, que Subunidades por molécula de son también de común aparición en otras regiones como el enzima activa 2 ó 4 continente africano, el sur de Europa y el sudeste asiáti- co39. Mientras que en México la frecuencia de la deficien- cia estuvo entre 0.4% y 4.1%, en Cuba fue 4.9% con una de dos sustituciones, no de una como ocurre en la variante prevalencia de la variante A-, y 7% para la variante A+40. A+. Una de esas sustituciones es idéntica a la que aparece Para países como Colombia, la frecuencia calculada por la en la variante A+ y la otra, única para esta variante, OMS para las variantes fenotípicamente asociadas con la obedece al cambio de val por met en la posición 6841. deficiencia severa (clase 2, con actividad menor de 10%) Genética. A la enzima G6PD la codifica un gen es entre 3% y 7%23. Sin embargo, en 103 individuos de presente en la región terminal del brazo largo del cromosoma sexo masculino, donantes del Banco de Sangre de la Cruz X, (Xq28), menos de 2 centi-Morgan al gen del factor Roja Colombiana y en apariencia sanos, se halló una VIII. En los hombres, la condición hereditaria ligada a X frecuencia de actividad subnormal (<60%) de aproxima- determina su carácter hemicigótico, lo que significa que damente 19.4%. Este estudio se hizo entre junio y octubre hay un solo alelo, debido a la ausencia del locus homólogo. de 2003, mediante la aplicación de la técnica cualitativa de También hay mujeres homocigotas en poblaciones cuya Beutler E (Palomino F. 2003. Universidad Nacional de frecuencia de la deficiencia de G6PD es alta. Las mujeres Colombia. Comunicación personal). heterocigotas son portadoras aunque pueden desarrollar Otra clasificación compara la movilidad electroforética ataques hemolíticos. El gen de la G6PD se ha ubicado en de las diversas variantes con la enzima normal B, siendo la parte distal del brazo largo, tiene 18 Kb de largo y consta la variante A-, presente en individuos de raza negra con de 13 exones42 (Cuadro 1). baja actividad enzimática, más rápida en un pH alcalino La región del gen que codifica para la proteína com- que la enzima normal, en contraste, la variante de los prende 12 segmentos, con un promedio de tamaño entre 12 sujetos deficientes mediterráneos se mueve a una veloci- y 236 bp y un intrón presente en la región no traductora 5’. dad normal37. En muchas líneas celulares, el extremo mayor 5’ del Otra variante común, A+, tiene una actividad normal ARNm de la G6PD se localiza a una distancia de 177 bp y se encuentra en más o menos 20% de los norteameri- «upstream» del codón de iniciación de la transcripción43,44. canos de raza negra. Esta variante es electroforéticamente Aunque las mutaciones se extienden a lo largo de la región más rápida que la B, hecho explicable si se tiene en cuenta codificadora del gen, existen unas pocas (4 de 56) que dan que la sustitución de asp (aminoácido neutro) por asn origen a la forma más severa de deficiencia de la enzima, (aminoácido ácido) en la posición 126 modifica la carga esto es, la que se encuentra asociada con CNSHA (clase eléctrica de la enzima, lo que se refleja en una movilidad 1) en los 160 aminoácidos del extremo N-terminal. No electroforética más rápida37. obstante, no hay ninguna que cause formas moderadas de La variante A- se encuentra en cerca de 11% de la deficiencia (clases 2 y 3) en los 48 aminoácidos del población negra norteamericana. No obstante, su frecuen- extremo C-terminal. Muchas variantes en esta región cia es mayor en la población del África negra subsahariana. exhiben movilidades electroforéticas anormales y son La actividad enzimática de esta variante corresponde a particularmente inestables cuando la concentración de 5% y 15% de la normal, disminución debida a la presencia NADP es baja. Esto se debe a que esta región codifica 72 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) para el dominio de unión al NADP45. mente en la peroxidación de los lípidos de la membrana y En la variante A- se presenta una sustitución idéntica provoca de forma directa la destrucción de la célula 46. La a la A+, aunque hay una segunda sustitución en el nucleótido severidad y las consecuencias clínicas están influidas por 202 G ___> A del exón 4, lo que provoca el cambio val por muchos factores que incluyen la administración simultá- met, acompañado por inestabilidad de la enzima in vivo. nea de medicamentos oxidantes, los niveles de hemoglo- Así, la diferencia entre las formas A y B corresponde al bina previos, la función hepática y la edad47. aminoácido que ocupa la posición 126, presumiblemente Favismo. Se reconoce desde la antigüedad; los pacientes como resultado de un empalme alternativo o «splicing» de presentan un cuadro clínico similar al inducido por fármacos, considerable heterogeneidad entre los diferentes cADNs que se desencadena dentro de las 24 y 48 horas siguientes a de la G6PD41. la ingesta de habas. Se caracteriza por la presencia de un Manifestaciones clínicas. Casi todas las personas cuadro de hemólisis aguda luego de ingerir habas, sin que cursan con la deficiencia de G6PD son usualmente embargo, no todos los individuos con deficiencia de G6PD asintomáticas y sólo se manifiesta la enfermedad cuando presentan hemólisis cuando comen habas48. ingieren drogas o químicos que desencadenan la hemólisis Los síntomas del favismo se desarrollan pocas horas masiva intravascular. La expresión clínica entonces resul- después de la ingestión. Los más comunes son náuseas, ta de la interacción de las propiedades moleculares de vómitos, malestar y vértigo. A estos síntomas les sigue una cada variante de G6PD y de factores exógenos. Se han hemólisis aguda donde, a menudo, el recuento de eritrocitos descrito diferentes síndromes clínicos asociados con la cae por debajo de 1.0 x 1012/l. En la mayoría de los glóbulos deficiencia de esta enzima que incluyen: rojos aparecen cuerpos de Heinz. Están presentes la Hemólisis inducida por fármacos. Clásicamente, luego hemoglobinemia y la hemoglobinuria. Los síntomas por lo de la ingestión de ciertos agentes como sulfamidas, antipiré- general cesan luego de 2 a 6 días49,50. ticos, nitrofuranos y medicamentos antimaláricos, como la Anemia hemolítica crónica no esferocítica. Las primaquina y cloroquina, el paciente desarrolla fiebre, orina de variantes de clase I, se caracterizan por este hallazgo, color negro, ictericia y anemia. La necrosis tubular aguda debido al grado tan severo de deficiencia enzimática. La puede complicar el episodio hemolítico severo, sobre todo en hemólisis es sólo parcialmente intravascular y se puede las enfermedades subyacentes del hígado, como hepatitis. El acompañar de cálculos biliares y esplenomegalia. Sin mantenimiento del flujo renal adecuado de la sangre, por embargo, existe una variabilidad en las manifestaciones diuresis alcalina forzada, puede prevenir esta complicación. asociadas con este tipo de anemia crónica47,50,51. En la En estos casos con flujo renal comprometido de la sangre literatura hay informes de casos donde describen anemia según lo evidenciado por la salida baja de la orina, la transfu- hemolítica crónica y una causa, aunque rara, es la defi- sión es lo ideal con el propósito de eliminar las células rojas ciencia de G6PD52. dañadas que bloquean la microcirculación y puede también Preeclampsia . Entidad al parecer asociada en forma evitar la complicación renal. En algunos pacientes, la coagu- parcial con una peroxidación lipídica de la membrana lación intravascular diseminada (DIC) puede complicar la plasmática del sincitiotrofoblasto. De ahí que las mujeres hemólisis intravascular masiva y necesitar el tratamiento con alguna alteración en la actividad de la G6PD pueden apropiado45. tener serias dificultades en la reducción del GSSG a GSH Hemólisis inducida por infección. La infección es y así presentar alteraciones en la defensa antioxidante53. quizá la causa más común en quienes sufren deficiencia De otro lado es interesante señalar cómo la deficiencia de G6PD. El mecanismo de hemólisis inducida por infec- de G6PD (variante A-) se asocia con aumento en la ciones no es bien conocido; una explicación puede ser que resistencia a la infección por Plasmodium falciparum en la generación de H2O2 por los neutrófilos polimorfo- la región subsahariana de África. Esto indica que hay una nucleares puede provocar una disminución en la cantidad fuerte respuesta adaptativa frente a esta invasión del de glutatión reducido, cuya función es eliminar del glóbulo hematíe 54. rojo la acumulación de metabolitos que oxidan a los grupos sulfhidrilos formados por el estrés oxidativo, por lo que CONCLUSIONES disminuye la capacidad protectora de la célula. Por otra parte, la activación de los neutrófilos interviene directa- Si se tiene en cuenta que Colombia ha sido asiento de 73 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) múltiples migraciones provenientes de África y Europa, es 8. Chung AE, Langdon RG. Human erythrocyte glucose-6-phosphate necesario llevar a cabo estudios que evalúen el rango de dehydrogenase II. Enzyme-coenzyme interrelationship. J Biol actividad de la G6PD, así como sus posibles variantes en Chem 1963; 238: 2317-2324.9. Marks PA, Tsutsui EA. Human glucose-6-P dehydrogenase: esta región. El conocimiento obtenido podrá complemen- studies on the relation between antigenicity and catalytic activity. tar los hallazgos efectuados en otras latitudes y por tanto The role of TPN. Ann NY Acad Sci 1963; 103: 902-914. derivará en un mejor diagnóstico, enfoque y tratamiento de 10. Canepa L, Ferraris AM, Miglino M, Gaetani GF. Bound and las enfermedades asociadas con la hemólisis y la oxida- unbound pyridine dinucleotides in normal and glucosa-6-phosphate dehydrogenase-deficient erythrocytes. Biochim Biophys Acta ción, como anemia, diabetes, hipertensión arterial y cáncer 1991; 1074: 101-104. entre otras. Por otro lado, este conocimiento se podrá 11. Bonsignore A, Cancedda R, Nicolini A, Damiani G, Deflora A. aplicar en el área de la fisiología del ejercicio, donde, a Metabolism of human erythrocyte glucose-6-phosphate causa del estrés oxidativo, pueden ocurrir desde hemólisis dehydrogenase. VI. Interconversion of multiple molecular forms. hasta la muerte súbita del deportista. Arch Biochem Biophys 1971; 147: 493-497.12. Luzzatto L. Regulation of the activity of glucose-6-phosphate En vista de los crecientes hallazgos sobre la participa- dehydrogenase by NADP+ and NADPH. Biochim Biophys Acta ción en ciertas entidades patológicas, así como en la 1967; 146: 18-25. comprensión de procesos evolutivos de la especie huma- 13. Iraimoud S, Sttamato T, Mauldin S, Biaglow J et al. Mutation in na, la determinación de la actividad de esta enzima es una the glucose 6 phosphate deshydrogenase gene leads to inactivation of Ku DNA end binding during oxidative Stress. J Biol Chem 2002; prioridad para poblaciones como la colombiana donde 277: 9929-9935. sólo se tienen datos extrapolados por la OMS. 14. Longo L, Vanegas O, Patel L, Rosti V, Li H, Waka J. et al. En distintas partes del mundo surgen diferentes técni- Maternally transmitted severe glucose 6 phosphate dehydro- cas que intentan favorecer la determinación rápida con genase deficiency is an embryonic lethal. EMBO J 2002, 21: 4229- alta sensibilidad y especificidad de la actividad de esta 4239.15. Prchal JT. G6PD activity is essential for definite erythropoiesis. enzima55,56, sin embargo, para Colombia sólo se han hecho Blood 2004; 104: 2997. algunas determinaciones de grupo pequeños (datos sin 16. Wilmanski J, Villanueva E, Deitch EA, Spolarics Z. Glucose-6- publicar) pero hay grupos de trabajo en ciertas universida- phosphate dehydrogenase deficiency and the inflammatory des, como la Universidad del Rosario en Bogotá, que response to endotoxin and polymicrobial sepsis. Crit Care Med2007; 35: 510-518. pronto empezarán a dar resultados sobre la prevalencia de 17. Leopold J, Walker J, Scribner, Voetsch B, Zhang Y, Losclazo A, esta alteración en el metabolismo de tipo hereditario. et al. Glucose-6-phosphate dehydrogenase modulates vascular endothelial growth factor-mediated angiogenesis. J Biol Chem REFERENCIAS 2003; 278: 32100-32106. 18. Chollet S, Gougerot M. Hereditary polymorphonuclear neutrophil deficiencies. Transfus Clin Biol 2000; 7: 533-539. 1. Beutler E. Selectivity of proteases as a basis for tissue distribution 19. Beutler E. The hemolytic effect of primaquine and related of enzymes in hereditary deficiencies. Proc Natl Acad Sci USA compounds. A review. Blood 1959; 14: 103-139. 1983; 80: 3767-3768. 20. van Bruggen R, Bautista J, Petropoulou Th, de Boer M, van 2. Grimes A. The hexose monophosphate pathway. In: Human red Zwieten R, Gómez-Gallego F, et al. Deletion of leucine 61 in cell metabolism. Capítulo 8. Londes: Editorial Blackwell Scientific glucose-6-phosphate dehydrogenase leads to chronic non- Publications;1980. 192-201. spherocytic anemia, granulocyte dysfunction, and increased 3. van Wijk R, van Solinge WW. The energy-less red blood cell is lost- susceptibility to infections. Blood 2002; 100: 1026-1033. erythrocyte enzyme abnormalities of glycolysis. Blood 2005; 10: 21. Tishkoff S, Varkonyi R, Cahinhinan L, Abbes S, Argyroupoulos 1604-1622. G, Destro-Bisol G, et al. Haplotype diversity and linkage 4. Arese P, De Fiora A. Pathophysiology of hemolysis in glucose- disequilibrium at human G6PD: recent origin at alleles that confer 6-phosphate dehydrogenase deficiency. Semin Hematol 1990; malarial resistance. Science 2002; 293: 455-462. 27: 1-40. 22. Szeinberg A, Sheba C, Adam A. Enzymatic abnormality in 5. IUPAC. The International Union of Pure and Applied Chemistry. erythrocytes of a population sensitive to Vicia faba or hemolytic Actualizada 30 de enero de 2007 (fecha de acceso 5 de febrero anemia induced by drugs. Nature 1958; 181: 181-183. de 2007). URL disponible en: http://www.iupac.org/ 23. WHO Working Group. Glucose-6-phosphate dehydrogenase 6. Kirkman HN, Hendrickson EM. Glucose 6-phosphate dehydro- deficiency. Bull WHO 1989; 67: 601-611. genase from human erythrocytes. II. Subactive states of the 24. Beutler E. G6PDH deficiency. Blood 1994; 84: 3613-3636. enzyme from normal persons. J Biol Chem 1962; 237: 2371-2376. 25. Luzzatto L. Glucose 6-phosphate dehydrogenase deficiency: 7. Chung A, Langdom R. Human erythrocyte glucose-6-phosphate from genotype to phenotype. Hematology 2006; 91: 1303-1305. dehydrogenase. I. Isolation and properties of the enzyme. J Biol 26. Salvemini F, Franze A, Lervolino, Filosa S, Salzano S, Ursini M. Chem 1963; 238: 2309-2316. 74 Colombia Médica Vol. 38 Nº 1, 2007 (Enero-Marzo) Enhanced glutathione levels and oxidoresistance mediated by 41. Hirono A, Beutler E. Molecular cloning and nucleotide sequence increased glucosa-6-phosphate dehydrogenase expression. J Biol of cDNA for human glucose-6-phosphate dehydrogenase variant Chem 1999; 274: 2750-2757. A (-). Proc Natl Acad Sci USA 1988; 85: 3951-3954. 27. Turrini F, Naitana A, Mannuzzu L, Pescarmona G, Arese P. 42. Persico M, Viglietto G, Martini G, Toniolo D, Paonessa G, Increased red cell calcium adenosine triphosphatase, and altered Moscatelli C, et al. Isolation of human glucose-6-phosphate membrane proteins during Fava bean hemolysis in glucose-6- dehydrogenase (G6PD) cDNA clones: primary structure of the phosphate dehydrogenase-deficient (Mediterranean variants) protein and unusual 5´non-coding region. Nucl Acid Res 1986; 14: individuals. Blood 1985; 66: 302-305. 2511-2522. 28. Torres K, Tuero I, Colarossi A. Efecto de la hipoxia sobre la 43. Takizawa T, Huang IY, Ikuta T, Yoshida A. Human glucose-6- actividad de la enzima G6PD en eritrocitos. Facultad de Ciencias phosphate dehydrogenase: primary structure and cDNA cloning. y Filosofía. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Proc Natl Acad Sci USA 1986; 83: 4157-4161. Universidad Peruana Cayetano Heredia. Lima , Perú; 2001. 44. Martini G, Toniolo D, Vulliamy T, Luzzatto L, Dono R, Viglietto Memorias del XII Jornada Científica Alberto Cazorla Talleri. G, et al. Structural analysis of the X-linked gene encoding human 29. Carr M, Fandre MN, Oduwa FO. Glucose-6-phosphate glucose 6-phosphate dehydrogenase. EMBO J 1986; 5: 1849- dehydrogenase deficiency in two returning Operation Iraqi Freedom 1855. soldiers who developed hemolytic anemia while receiving 45. Hirono A, Kuhl W, Gelbart T. Identification of the binding domain primaquine prophylaxis for malaria. Mil Med 2005; 170: 273-276. for NADP+ of human glucose-6-phosphate dehydrogenase by 30. Gross R, Hurwitz R, Marks P. A hereditary enzymatic defect in sequence analysis of mutants. Proc Nat Acad Sci USA 1989; 86: erythrocyte metabolism: glucose-6-phosphate dehydrogenase 10015-10017. deficiency. J Clinic Invest 1958; 37: 1176-1184. 46. Mehta A, Mason P, Vulliamy T. Glucose-6-phosphate dehy- 31. Vulliamy T, Kaeda J, Ait C. Clinical and haematological drogenase deficiency. Clin Haematol 2000; 13: 21-38. consequences of recurrent G6PD mutations and a single new 47. Bruggen R, Bautista J M, Petropoulou T, de Boer M, van Zwieten mutation causing chronic nonspherocytic haemolytic anaemia. Br R, Gómez-Gallego F, et al. Deletion of leucine 61 in glucose-6- J Haematol 1998; 101: 670-675. phosphate dehydrogenase leads to chronic nonspherocytic ane- 32. Marks P, Banks J, Gross R. Genetic heterogeneity of glucose-6- mia, granulocyte dysfunction, and increased susceptibility to phosphate dehydrogenase deficiency. Nature 1962; 194: 454- infections. Blood 2002; 100: 1026-1030. 459. 48. Mehta A, Mason P, Vulliamy T. Glucose-6-phosphate dehy- 33. Szeinberg A, Sheba C, Adam A. Selective occurrence of glutathione drogenase deficiency. Clin Haematol 2000; 13: 21-38. instability in red blood corpuscles of the various Jewish tribes. 49. Dalal B, Kollmannsberger C. Drug-induced haemolysis and Blood 1958; 13: 1043-53. methaemoglobinaemia in glucose 6-phosphate dehydrogenase 34. Heller P, Best W, Nelson R, Becktel J. Clinical implications of deficiency. Br J Haematol 2005, 129: 291-296. sickle-cell trait and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency 50. Acosta T, Nuñez D, Suárez M. Anemia hemolítica por deficiencia in hospitalized black male patients. N Engl J Med 1979; 300: 1001- de G6PD y estrés oxidativo. Rev Cubana Invest Biomed 2003; 1005. 22: 186-191. 35. Jaffé E. The reduction on methemoglobin in erythrocytes of a 51. Beutler E. Discrepancies between genotype and phenotype in patient with congenital methemoglobinemia, subjects with hematology: an important frontier. Blood 2001; 98: 2597-2602. erythrocytes glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency, 52. Hundsdoerfer P, Vetter B, Kulozik A. Chronic haemolytic anaemia and normal individuals. Blood 1963; 21: 561-572. and glucose-6 phosphate dehydrogenase deficiency. Case report 36. Oppenheim A, Jury C, Rund D, Vulliamy T, Luzzatto L. G6PD and review of the literature. Acta Haematol 2002; 108: 102-105. Mediterranean accounts for the high prevalence of G6PD deficiency 53. Abdulhadi N. Glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in Kurdish Jews. Hum Gen 1993; 91: 293-296. deficiency is a posible risk factor for the development of 37. Beutler E. Glucose-6-phosphate dehydrogenase: New pers- preeclampsia. Med Hypotheses 2004; 62: 780-782. pectives. Blood 1989; 73: 1397-1401. 54. Saunders M, Slatkin M, Garner C, Hammer M, Nachman M. The 38. Warsy A, Mohsen A. G6PD deficiency, distribution and variants extent of linkage desequilibrium caused by selection on G6PD in in Saudi Arabia: an overview. Ann Saudi Med 2001; 21: 174-177. humans. Genetics 2005; 171: 1219-1229. 39. Vaca G, Arámbula E, Monsalvo A, Medina C, Nuñez C, Sandoval 55. Gurbuz N, Aksu T, Van Noorden C. Biochemical and cyto- L, et al. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PD) mutations chemical evaluation of heterozygote individuals with glucose-6 in Mexico: four new G-6-PD variants. Blood Cells Mol Dis 2003; phosphate dehydrogenase deficiency. Acta Histochem 2005; 107: 31: 112-120. 261-267. 40. Estrada M, Gutiérrez A, Palacios B, Pérez G, Rovira A, Vives J. 56. Tagarelli A, Piro A, Bastone L, Condino F, Tagarelli G. Reliability Estudio bioquímico y molecular de la glucosa-6-fosfato of quantitative and qualitative tests to identify heterozygotes deshidrogenasa en Cuba. Rev Cubana Hematol Inmunol carryng severe or mild G6PD deficiency. Clin Biochem 2006; 39: Hemoterapia 1995; 2: 1-5. 183-186. 75