Anemia falciforme: le cause dal punto di vista medico

di | 13 Novembre 2016

anemia falciforme

L’anemia falciforme è una delle patologie sanguigne più diffuse dell’uomo, in particolare in alcune parti del paese. Noi abbiamo parlato, in queste pagine, di anemia falciforme in tutti i suoi aspetti generali, in modo da fornire ai malati ma anche a chi li circonda una serie di informazioni importanti riguardo a questa malattia e sulla vita che deve affrontare una persona che ne soffre.

In questa pagina andremo ad approfondire invece un argomento più tecnico, dal punto di vista medico, che va a spiegare il fenomeno che sta alla base della deformazione dei globuli rossi, che dalla classica forma circolare “a lente biconcava” vanno a prendere la forma “a falce” tipica della malattia.

Andremo infatti a parlare del fenomeno della sostituzione della valina con l’acido glutammico, che è il fenomeno biochimico, che avviene in ogni momento nel midollo osseo del malato (la parte del corpo in cui vengono creati i globuli rossi) che porta alla formazione della tipica forma “sbagliata” dei globuli rossi.

Da notare che in una persona che soffre di anemia falciforme non tutti i globuli rossi sono a forma di falce, perché il fenomeno che ne stimola la trasformazione, come vedremo di seguito, è indotto e il globulo rosso non nasce così.

Questo significa che i consigli medici sono fondamentali da seguire per evitare che i globuli rossi si trasformino e diano così origine ai sintomi peggiori della malattia, quelli che abbiamo trattato nell’articolo generale dedicato all’anemia falciforme.

Sostituzione Valina con Acido Glutammico

Ma cerchiamo di capire bene che cosa succede nella patogenesi dell’anemia falciforme, e perché si presenti questo specifico problema, affrontandolo dal punto di vista molecolare, quindi infinitamente piccolo.

L’emoglobina è la proteina che consente ai globuli rossi di svolgere la loro funzione fondamentale, ovvero quella di trasportare l’ossigeno in giro per l’organismo. È formata da quattro subunità (vediamoli come gli spicchi di una mela) e un atomo di ferro interno (che sarebbe il picciolo della nostra mela). L’ossigeno si lega all’emoglobina, che sta sulla superficie dei globuli rossi, e viene portato in giro per l’organismo.

L’emoglobina, però, è una proteina, e come tutte le altre viene formata all’interno di uno specifico “laboratorio” della cellula che si chiama ribosoma. Il ribosoma (per farla breve) legge il DNA della cellula come se fosse il manuale di istruzioni per fare le proteine e in base a quello sintetizza le proteine.

In questo caso, il DNA ha una mutazione trasmessa dai genitori nella persona che soffre di anemia falciforme, per cui nel testo di partenza c’è un errore. L’errore è nei nucleotidi, che possiamo vedere come la serie di lettere che compone il DNA, come quelle che state leggendo proprio in questo momento, e che contengono un’informazione.

Nell’organismo dell’anemico una lettera T è sostituita da una lettera A. Sembra una cosa di poco conto, ma è come se un amico sbagliasse a scrivere e ci dicesse che “Ci aspetta a LeccE in via Garibaldi” invece che “a LeccO in via Garibaldi”. Le conseguenze sarebbero gigantesche, solo per un errore di scrittura.

Ed è proprio quello che succede in questo caso: leggendo una cosa sbagliata il ribosoma, che traduce le sequenze di lettere in sequenze di amminoacidi, le unità di base delle proteine, sbaglia a leggere e fa la sostituzione della valina con l’acido glutammico. Ci mette in pratica il componente sbagliato.

E non lo fa una sola volta: essendo sbagliato il “manuale di istruzioni”, ogni volta che nella proteina andrebbe messo un amminoacido valina lui ci mette un acido glutammico, e i danni possono essere importanti, come ben sa chi fa un dolce e sbaglia più volte a mettere lo zucchero sostituendolo con il sale, solo perché l’etichetta del barattolo era sbagliata.

Questa sostituzione, infatti, fa sì che la proteina sia leggermente diversa da come dovrebbe essere: dovrebbe essere una mela composta da quattro spicchi uguali a due a due. I due spicchi inferiori (che si chiamano subunità beta, mentre quelli superiori sono le subunità alfa) verranno così malformati. Il che, in condizioni normali, però non da particolari problemi perché se ci fossero problemi gravi il bambino che nasce con questa patologia non sopravvivrebbe a poche ore dalla nascita.

Questo non succede perché i globuli rossi vengono creati normali, come quelli di tutte le altre persone, salvo poi cambiare in condizioni particolari, ovvero quando nel sangue c’è meno ossigeno.

In questo caso abbiamo un fenomeno detto polimerizzazione, che si verifica quando tante unità singole (monomeri) si uniscono tra loro per formarne una sola (polimero). Immaginate un globulo rosso come un oggetto molle (un cuscino) coperto interamente da schegge di calamita: fin quando non succede nulla il cuscino rimane integro, ma se qualcuno lo sposta in qualche modo le calamite in superfice si attraggono e il cuscino si ripiega su sé stesso.

Questo è il fenomeno provocato dalla sostituzione della valina con acido glutammico, mentre il fattore scatenante è la bassa presenza di ossigeno nell’organismo, che scatena questo fenomeno.

Per il resto, possiamo capire da soli che cosa succeda; il globulo rosso si allunga e si ripiega a falce, e tanti globuli rossi a forma di falce creano una rete che rende impossibile il passaggio ai globuli rossi che sono rimasti sani. In questo modo, i globuli rossi sani portano ancora meno ossigeno, abbassandone ancora di più la presenza e quindi aggravando il problema.

C’è una soluzione alla sostituzione della valina con acido glutammico?

La risposta è un secco no.

Non è possibile trovare una soluzione al problema perché ciò da cui tutto parte, ovvero l’errore del DNA, è qualcosa che si è avuto nel momento in cui lo spermatozoo materno ha incontrato l’ovulo materno della persona anemica. Un errore a quel livello fa sì che in tutte le cellule dell’organismo sia presente il DNA con l’errore, per cui che in tutte le cellule che creano i globuli rossi si formi un’emoglobina sbagliata.

Le trasfusioni possono risolvere il problema in parte, perché provenendo da persone la cui emoglobina non è sbagliata quei globuli rossi resistono in caso di diminuzione di concentrazione di ossigeno, e non diventano a forma di falce. Questo però non è definitivo, ma provvisorio, perché quando i globuli rossi trasfusi muoiono (a circa 100 giorni dalla trasfusione, è la durata della vita di un globulo rosso) quelli prodotti nuovamente dall’organismo che soffre di anemia falciforme avranno tutti nuovamente il difetto.

Soluzione un po’ più definitiva sarebbe quella del trapianto di midollo osseo, che però anche qui non risolve del tutto la situazione. Mettendo nel midollo le cellule progenitrici del globulo rosso ma appartenenti a un’altra persona, queste cellule non avranno problemi e produrranno sempre globuli rossi sani. Però anche qui la cosa non si risolve del tutto, perché le ossa che producono i globuli rossi sono tante, mentre di solito il midollo si trapianta in un osso solo, non in tutti (servirebbero tantissimi interventi chirurgici diversi per poterlo fare). Per cui magari un 20% dei globuli rossi sarebero sempre sani, ma l’altro 80% rimane difettoso.

Fondamentalmente, la questione è che non si può mai risolvere il problema alla radice, quindi la sostituzione della valina con l’acido glutammico continuerà ad avvenire per tutta la vita.

Bisogna dire, però, che oggi esistono delle terapie mediche che permettono di avere, con le dovute attenzioni, una vita praticamente normale anche ai soggetti che soffrono di anemia falciforme, per cui anche se il problema non si può risolvere alla radice in nessun modo ci sono alcune “vie traverse” che vengono usate dai medici per minimizzare quanto più possibile il problema, rendendo così compatibile la vita umana con una malattia come l’anemia falciforme.