La vía de los poliol es un proceso de dos pasos que convierte la glucosa en fructosa. [1] En esta vía, la glucosa se reduce a sorbitol, que posteriormente se oxida a fructosa. También se le llama vía sorbitol-aldosa reductasa .
La vía está implicada en las complicaciones diabéticas , especialmente en el daño microvascular de la retina , [2] riñón , [3] y nervios . [4]
El sorbitol no puede atravesar las membranas celulares y, cuando se acumula, produce tensiones osmóticas en las células al llevar agua a los tejidos independientes de la insulina. [5]
Ruta
Las células utilizan la glucosa para obtener energía . Esto ocurre normalmente 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 entra en la vía del poliol cuando la aldosa reductasa la reduce a sorbitol. Esta reacción oxida el NADPH a NADP + . La sorbitol deshidrogenasa puede oxidar el sorbitol a fructosa , que produce NADH a partir de NAD + . La hexoquinasa puede devolver la molécula a la vía de la glucólisis al fosforilar la fructosa para formar fructosa-6-fosfato. Sin embargo, en los diabéticos no controlados que tienen un nivel alto de glucosa en sangre , más de lo que la vía de la glucólisis puede manejar, las reacciones del balance de masa en última instancia favorecen la producción de sorbitol. [6]
La activación de la ruta del poliol da como resultado una disminución de NADPH reducido y NAD + oxidado; Estos son necesarios cofactores en redox reacciones en todo el cuerpo, y en condiciones normales que son no 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 particularmente necesario para el funcionamiento normal de los nervios. El sorbitol también puede glicar nitrógenos 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 para productos finales de glicación avanzada) y las consiguientes respuestas inflamatorias inducidas. Se ven en las pruebas de hemoglobina A1C realizadas en diabéticos conocidos para evaluar sus niveles de control de glucosa. [6]
Patología
Si bien la mayoría de las células requieren la acción de la insulina para que la glucosa ingrese a la célula, las células de la retina , los riñones 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. Las células utilizarán la glucosa como energía de forma normal y cualquier glucosa que no se utilice como 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 a 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 use mucho más NADPH , dejando menos NADPH para otros procesos del metabolismo celular . [7] 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 causar 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 causada por estrés oxidativo . El óxido nítrico es uno de los vasodilatadores importantes de los vasos sanguíneos. Por lo tanto, NADPH evita que las especies reactivas de oxígeno se acumulen y dañen las células. [6]
La activación excesiva de la vía de los poliol 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 poliol dañe los sistemas microvasculares. [6]
Referencias
- ^ Bonnefont-Rousselot D (septiembre de 2002). "Especies de glucosa y oxígeno reactivo". Opinión Actual en Nutrición Clínica y Cuidados Metabólicos . 5 (5): 561–8. doi : 10.1097 / 00075197-200209000-00016 . PMID 12172481 .
- ^ Behl T, Kaur I, Kotwani A (2016). "Implicación del estrés oxidativo en la progresión de la retinopatía diabética". Encuesta de Oftalmología . 61 (2): 187–96. doi : 10.1016 / j.survophthal.2015.06.001 . PMID 26074354 .
- ^ Forbes JM, Coughlan MT, Cooper ME (junio de 2008). "El estrés oxidativo como uno de los principales culpables de la enfermedad renal en la diabetes" . Diabetes . 57 (6): 1446–54. doi : 10.2337 / db08-0057 . PMID 18511445 .
- ^ Javed S, Petropoulos IN, Alam U, Malik RA (enero de 2015). "Tratamiento de la neuropatía diabética dolorosa" . Avances terapéuticos en enfermedades crónicas . 6 (1): 15-28. doi : 10.1177/2040622314552071 . PMC 4269610 . PMID 25553239 .
- ^ Jedziniak JA, Chylack LT, Cheng HM, Gillis MK, Kalustian AA, Tung WH (marzo de 1981). "La vía del sorbitol en el cristalino humano: aldosa reductasa y poliol deshidrogenasa" . Oftalmología investigadora y ciencia visual . 20 (3): 314-26. PMID 6782033 .
- ^ a b c d e Michael Brownlee (2005). "La patobiología de las complicaciones diabéticas: un mecanismo unificador" . Diabetes . 54 : 1615-1625. doi : 10.2337 / diabetes.54.6.1615 . PMID 15919781 .
- ^ Brownlee M (diciembre de 2001). "Bioquímica y biología celular molecular de las complicaciones diabéticas". Naturaleza . 414 (6865): 813-20. Código Bibliográfico : 2001Natur.414..813B . doi : 10.1038 / 414813a . PMID 11742414 .
Otras referencias
- Bioquímica ilustrada de Harper (Publicado por LANGE)
- Bioquímica médica de Dinesh Puri (Publicado por ELSEVIER)