Biliverdina

Biliverdina (del latín, bilis verde) es un pigmento biliar tetrapirrólico verde y es un producto del catabolismo del hemo. Es el pigmento responsable del color verdoso que a veces se observa en los hematomas.

Metabolismo

La biliverdina resulta de la degradación de la fracción hemo de la hemoglobina en los eritrocitos. Los macrófagos descomponen los eritrocitos senescentes y descomponen el hemo en biliverdina junto con hemosiderina, en la que la biliverdina normalmente se reduce rápidamente a bilirrubina libre.

La biliverdina se ve brevemente en algunos hematomas de color verde. En los hematomas, su descomposición en bilirrubina produce un color amarillento.

Papel en la enfermedad

Se ha encontrado biliverdina en exceso en la sangre de humanos que padecen enfermedades hepáticas. La ictericia es causada por la acumulación de biliverdina o bilirrubina (o ambas) en el sistema circulatorio y los tejidos. La piel y la esclerótica (parte blanca de los ojos) con ictericia son características de la insuficiencia hepática.

Papel en el tratamiento de enfermedades

Aunque normalmente se considera un mero producto de desecho de la descomposición del hemo, cada vez hay más evidencia que sugiere que la biliverdina (y otros pigmentos biliares) tiene un papel fisiológico en los humanos.

Los pigmentos biliares como la biliverdina poseen importantes propiedades antimutagénicas y antioxidantes y, por lo tanto, pueden cumplir una función fisiológica útil. Se ha demostrado que la biliverdina y la bilirrubina son potentes eliminadores de radicales hidroperoxilo. También se ha demostrado que inhiben los efectos de los hidrocarburos aromáticos policíclicos, las aminas heterocíclicas y los oxidantes, todos ellos mutágenos. Algunos estudios han encontrado que las personas con niveles más altos de concentración de bilirrubina y biliverdina en su cuerpo tienen una menor frecuencia de cáncer y enfermedades cardiovasculares. Se ha sugerido que la biliverdina, así como muchos otros pigmentos tetrapirrólicos, puede funcionar como inhibidor de la proteasa del VIH-1 y tener efectos beneficiosos en el asma, aunque se necesitan más investigaciones para confirmar estos resultados. Actualmente no existen implicaciones prácticas para el uso de biliverdina en el tratamiento de ninguna enfermedad.

En animales no humanos

La biliverdina es un componente pigmentario importante en las cáscaras de los huevos de las aves, especialmente en las cáscaras azules y verdes. Las cáscaras de huevo azules tienen una concentración significativamente mayor de biliverdina que las cáscaras de huevo marrones.

Las investigaciones han demostrado que la biliverdina de las cáscaras de huevo se produce a partir de la glándula de la cáscara, en lugar de a partir de la descomposición de los eritrocitos en el torrente sanguíneo, aunque no hay evidencia de que las fuentes del material no sean tetrapirroles ni hemo libre del plasma sanguíneo.

Junto con su presencia en cáscaras de huevos de aves, otros estudios también han demostrado que la biliverdina está presente en la sangre azul verdosa de muchos peces marinos, la sangre del gusano del tabaco, las alas de polillas y mariposas, el suero y los huevos de ranas y la placenta de los perros. En los perros, esto puede provocar, en casos extremadamente raros, el nacimiento de cachorros con pelaje verde; sin embargo, el color verde desaparece poco después del nacimiento. En la aguja (Belone belone) y especies relacionadas, los huesos son de color verde brillante debido a la biliverdina. La coloración verde de muchos saltamontes y larvas de lepidópteros también se debe a la biliverdina.

La biliverdina también está presente en la sangre verde, los músculos, los huesos y el revestimiento mucoso de los eslizones del género Prasinohaema, que se encuentran en Nueva Guinea. No está claro si esta presencia de biliverdina es una adaptación ecológica o fisiológica de algún tipo. Se ha sugerido que la acumulación de biliverdina podría disuadir la infección dañina por los parásitos de la malaria Plasmodium, aunque no se ha establecido una correlación estadísticamente significativa. La rana camboyana, Chiromantis samkosensis, también presenta esta característica junto con los huesos de color turquesa.

En imágenes de fluorescencia

En un complejo con fitocromo bacteriano rediseñado, la biliverdina se ha empleado como cromóforo emisor de infrarrojos para obtener imágenes in vivo. A diferencia de las proteínas fluorescentes que forman su cromóforo mediante modificaciones postraduccionales de la cadena polipeptídica, los fitocromos se unen a un ligando externo (en este caso, biliverdina), y la obtención de imágenes exitosas de la primera sonda basada en bacteriofitocromo requirió la adición de biliverdina exógena. Estudios recientes demostraron que se pueden obtener imágenes de proteínas fluorescentes basadas en bacteriofitocromo con alta afinidad por la biliverdina in vivo utilizando únicamente ligando endógeno y, por lo tanto, con la misma facilidad que las proteínas fluorescentes convencionales. La llegada de la segunda y posteriores generaciones de sondas basadas en bacteriofitocromo de unión a biliverdina debería ampliar las posibilidades para la obtención de imágenes in vivo no invasivas.

Se desarrolló una nueva clase de proteína fluorescente a partir de una ficobiliproteína cianobacteriana (Trichodesmium erythraeum), la α-aloficocianina, y en 2016 se denominó proteína fluorescente ultrarroja pequeña (smURFP). smURFP autocatalíticamente autoincorpora la biliverdina cromóforo sin necesidad de una proteína externa, conocida como liasa. Las proteínas fluorescentes derivadas de medusas y corales requieren oxígeno y producen una cantidad estequiométrica de peróxido de hidrógeno tras la formación del cromóforo. smURFP no requiere oxígeno ni produce peróxido de hidrógeno y utiliza el cromóforo biliverdina. smURFP tiene un coeficiente de extinción grande (180.000 M⁻¹ cm⁻¹) y tiene un rendimiento cuántico modesto (0,20), lo que lo hace comparable al brillo biofísico de eGFP y alrededor de 2 -veces más brillante que la mayoría de las proteínas fluorescentes rojas o rojas lejanas derivadas del coral. Las propiedades espectrales de smURFP son similares a las del tinte orgánico Cy5.