Vía del poliol
La vía de los polioles es un proceso de dos pasos que convierte la glucosa en fructosa. En esta vía la glucosa se reduce a sorbitol, que posteriormente se oxida a fructosa. También se denomina vía de la sorbitol-aldosa reductasa.
La vía está implicada en las complicaciones de la diabetes, especialmente en el daño microvascular a la retina, los riñones y los nervios.
El sorbitol no puede atravesar las membranas celulares y, cuando se acumula, produce estrés osmótico en las células al atraer agua hacia los tejidos independientes de la insulina.
Camino
Las células utilizan la glucosa para obtener energía. Esto normalmente ocurre por fosforilación de la enzima hexoquinasa. Sin embargo, si hay grandes cantidades de glucosa (como en la diabetes mellitus), la hexoquinasa se satura y el exceso de glucosa ingresa a la vía del poliol cuando la aldosa reductasa lo reduce a sorbitol. Esta reacción oxida NADPH a NADP+. La sorbitol deshidrogenasa luego puede oxidar el sorbitol a fructosa, que produce NADH a partir de NAD+. La hexocinasa puede devolver la molécula a la vía de la glucólisis fosforilando la fructosa para formar fructosa-6-fosfato. Sin embargo, en los diabéticos no controlados que tienen niveles altos de glucosa en sangre (más de lo que la vía de la glucólisis puede soportar), el equilibrio de masa de las reacciones finalmente favorece la producción de sorbitol.
La activación de la vía del poliol da como resultado una disminución del NADPH reducido y del NAD+ oxidado; Estos son cofactores necesarios en las reacciones redox en todo el cuerpo y, en condiciones normales, no son intercambiables. La disminución de la concentración de estos NADPH conduce a una disminución de la síntesis de glutatión reducido, óxido nítrico, mioinositol y taurina. El mioinositol es especialmente necesario para el funcionamiento normal de los nervios. El sorbitol también puede glicar nitrógeno en proteínas, como el colágeno, y los productos de estas glicaciones se denominan AGE (productos finales de glicación avanzada). Se cree que los AGE causan enfermedades en el cuerpo humano, uno de cuyos efectos está mediado por RAGE (receptor de productos finales de glicación avanzada) y las consiguientes respuestas inflamatorias inducidas. Se ven en las pruebas de hemoglobina A1C realizadas a diabéticos conocidos para evaluar sus niveles de control de glucosa.
Patología
Si bien la mayoría de las células requieren la acción de la insulina para que la glucosa pueda ingresar a la célula, las células de la retina, el riñón y los tejidos nerviosos son independientes de la insulina, por lo que la glucosa se mueve libremente a través de la membrana celular, independientemente de la acción de la insulina. insulina. Las células utilizarán la glucosa para obtener energía de forma normal y la glucosa que no se utilice para obtener energía entrará en la vía de los polioles. Cuando la glucosa en sangre es normal (alrededor de 100 mg/dL o 5,5 mmol/L), este intercambio no causa problemas, ya que la aldosa reductasa tiene una baja afinidad por la glucosa en concentraciones normales.
En un estado hiperglucémico, la afinidad de la aldosa reductasa por la glucosa aumenta, lo que hace que se acumule mucho sorbitol y se utilice mucho más NADPH, dejando menos NADPH para otros procesos del metabolismo celular. Este cambio de afinidad es lo que se entiende por activación de la vía. Sin embargo, la cantidad de sorbitol que se acumula puede no ser suficiente para provocar un influjo osmótico de agua.
NADPH actúa para promover la producción de óxido nítrico y la reducción de glutatión, y su deficiencia provocará una deficiencia de glutatión. Una deficiencia de glutatión, congénita o adquirida, puede provocar hemólisis provocada por el estrés oxidativo. El óxido nítrico es uno de los vasodilatadores importantes en los vasos sanguíneos. Por lo tanto, el NADPH evita que las especies reactivas de oxígeno se acumulen y dañen las células.
La activación excesiva de la vía de los polioles aumenta las concentraciones de sorbitol intracelular y extracelular, aumenta las concentraciones de especies reactivas de oxígeno y disminuye las concentraciones de óxido nítrico y glutatión. Cada uno de estos desequilibrios puede dañar las células; en la diabetes hay varios que actúan juntos. No se ha determinado de manera concluyente que la activación de la vía de los polioles dañe los sistemas microvasculares.
Referencias
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Otras referencias
- Bioquímica Ilustrada de Harper (publicada por LANGE)
- Bioquímica Médica de Dinesh Puri (publicada por ELSEVIER)