Bioquímica nutricional

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CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICO-NUTRICIONALES DE LA GLUTAMINA

La glutamina es uno de los 20 aminoácidos que constituyen las proteínas del organismo. Desde el punto de vista nutricional es considerado un aminoácido condicionalmente esencial, es decir, necesario solo bajo condiciones críticas. El grupo R de la glutamina le otorga una fuerte polaridad de modo que este aminoácido es relativamente más soluble en agua que en grasas.  

Entre el 60-90% de su consumo es absorbido principalmente a través del yeyuno, por lo cual, una pérdida de este segmento puede reducir la tasa de absorción hasta en un 20% (1).

La glutamina es el aminoácido libre más abundante en el plasma aunque también se encuentran en grandes concentraciones en el tejido muscular. Su concentración en el cuerpo se debe a la relación que existe entre la actividad biológica de dos enzimas: la glutaminasa (depura glutamina) y la glutamina sintetasa (genera glutamina).

Aquellos órganos o sistemas con una mayor actividad de glutaminasa tales como el sistema inmune, los riñones o intestinos, son considerados consumidores de glutamina (el intestino delgado es el órgano con la actividad más alta de glutaminasa); mientras que aquellos órganos o sistemas con una gran actividad de glutamina sintetasa son considerados productores de glutamina tales como el músculo esquelético, los pulmones, el hígado o el cerebro; de hecho el tejido muscular presenta la tasa más elevada de síntesis de glutamina: 0.75 mg/dl (2), lo cual equivale a unos 60-80 g/d (1)

Bajo condiciones de estrés, la capacidad muscular de sintetizar glutamina es superada por las demandas elevadas del riñón, los intestinos y las células inmunitarias, lo cual genera un déficit peligroso que, de no ser repuesto, podría poner en riesgo la vida de la persona.

  1. Metabolismo

La glutamina se puede sintetizar a partir de glutamato, aminoácidos de cadena ramificada, aspartato y asparagina. El glutamato es un compuesto intermediario en la liberación y degradación de glutamina. Cuando el glutamato incorpora una molécula de amoniaco (NH3) el resultado es glutamina; mientras que cuando la glutamina libera NH3 el resultado es glutamato (figura 1) (3).

Figura 1. Ciclo de la glutamina

Los aminoácidos de cadena ramificada (ACR), así como el aspartato, son transaminados en su mayoría. La pérdida de un grupo amino por parte de los ACRs o el aspartato, permite la síntesis de alanina a partir de piruvato y la liberación a su vez de α-cetoglutarato. Este cetoácido puede incorporar un grupo amino y es convertido en glutamato y luego después de incorporar otro grupo amino es convertido en glutamina (figura 2).   

Figura 2. Transaminación

  1. Funciones

Se reconoce el papel de la glutamina como un factor de transcripción celular tanto para el estimulo de la producción de glutamina sintetasa, cuando los niveles de glutamina celulares disminuyen, como para la producción de otras proteinas que participan de la respuesta orgánica frente a las injuria inflamatoria.

La glutamina participa como factor de transcripción para la síntesis de HSP (por sus siglas en inglés para Heat Shock Proteins), una familia de proteinas expresadas por leucocitos, monocitos y granulocitos. Estas proteinas son importantes desde el punto de vista molecular porque ayudan a generar las condiciones necesarias para la sobrevivencia celular en condiciones críticas.

La glutamina también participa de la modulación de la respuesta inflamatoria, reduciendo la síntesis de citoquinas proinflamatarias e incrementando los niveles de glutatión en los tejidos; el glutatión es parte del sistema antioxidante humana que es fundamental para reducir los radicales pro-oxidantes que se producen durante la inflamación.

A nivel intestinal, el papel de la glutamina es sumamente interesante. Se conoce desde mucho que los sujetos en estado crítico pueden presentar una pérdida significativa de la integridad de la mucosa intestinal con lo cual se pierde la función inmunológica del intestino y se produce una amplificación de la respuesta inflamatoria general, evento responsable de la falla orgánica múltiple.

  1. Suplementación

En líneas generales, la información disponible sugiere valores entre 0.2g – 0.5 g/kg/d.

Robinson Cruz

Director IIDENUT

Nutricionista Clínico

Especialista en Bioquímica Nutricional

Referencias Bibliográficas

1.Canul-Medina G,  Coop-Gamas O, Guevara-Guarfias U, Montaño-Candia M, Machado-Villarroel L, Montaño-Candia M, Zúñiga-Rivera A. Glutamina en Nutrición Clínica. Revista de Endocrinología y Nutrición Vol. 17, No. 4 • Octubre-Diciembre 2009 pp 161-169

  1. Cruzat Vinicius Fernandes, Petry Éder Ricardo, Tirapegui Julio. Glutamina: aspectos bioquímicos, metabólicos, moleculares e suplementação. Rev Bras Med Esporte  [Internet].2009  Oct [cited  2016  Aug  15] ;  15( 5 ): 392-397. Available from: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-86922009000600015&lng=en. http://dx.doi.org/10.1590/S1517-86922009000600015.
  2. Cruz R. Fundamentos de la Nutrioterapia Moderna. 1ª Edición. Lima: 2007

DECLARACIÓN DE PRINCIPIOS

En IIDENUT rechazamos rotundamente aquellas prácticas asociadas con el uso inapropiado de la información con fines comerciales. Nuestros estándares éticos nos impiden aceptar, difundir o parcializarnos subjetivamente con producto o práctica alguna que vaya en contra o distorsione la labor científica del Nutricionista-Nutriólogo (dependiendo de la denominación del país).

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ÁCIDOS SIÁLICOS

Las primeras referencias disponibles en la bibliografía, en relación a la existencia de estos compuestos, se encuentran en descripciones de  la composición molecular de la saliva y el cerebro. Originariamente, solo se hablaba del ácido siálico como un compuesto único; sin embargo, en la medida que se dispuso de mejores métodos de análisis, se pudo determinar que el ácido siálico no era un compuesto único, sino una familia de compuestos.

DEFINICIÓN

Los ácidos siálicos son una familia de monosacáridos de 9 carbonos (la glucosa y la fructuosa son monosacáridos de solo 6 carbonos) que poseen un grupo funcional “ceto” que les proporciona acidez y carga negativa. El ácido N-acetilneuraminico (Neu5Ac) y el ácido N-glicolilneuroaminico (Neu5Gc) son los ácidos siálicos más abundantes en la naturaleza.

Estos monosacáridos son los constituyentes principales de muchos oligosacáridos (compuestos formados por 3 a 9 sacáridos), glucoproteínas (moléculas formadas por sacáridos y proteinas) y glucolípidos (moléculas formadas por sácaridos y ácidos grasos), especialmente aquellos que se encuentran en las membranas celulares (glucolípidos y glucoproteinas) y en los productos secretados por muchas células como, por ejemplo, las mucinas (glucoproteinas) y los oligosacáridos de la leche.

BIOSÍNTESIS

El hígado es el principal productor de ácidos siálicos. Los mamíferos tienen la capacidad de sintetizar Neu5Ac y Neu5Gc; mientras que los seres humanos solo podemos sintetizar Neu5Ac debido a una falla genética que nos dejó sin la enzima clave para la síntesis endógena de Neu5Gc.

Las plantas no sintetizan ácidos siálicos.

DESTINO DEL ÁCIDO SIÁLICO DIETARIO

A pesar de todo lo que se ha avanzado en la caracterización de estos compuestos, todavía existen muchos aspectos que no han sido esclarecidos adecuadamente.

La leche humana es la principal fuente natural de ácidos siálicos; la leche de vaca también posee una cantidad interesante de ácidos siálicos, pero significativamente menor a aquella de la leche humana. Otras fuentes alimentarias de ácidos siálicos pueden incluir las vísceras y sobre todo el hígado que es el órgano encargado de la síntesis endógena en los mamíferos. Bajo condiciones normales la aparición de carbohidratos en una carne serviría para calificarla como adulterada; no obstante, aunque los ácidos siálicos son carbohidratos no forman almidón ni glucógeno, por el contario, son parte de moléculas estructurales complejas.

Estudios llevados a cabo en lactantes demuestran que el ácido siálico, tanto libre como unido a la lactosa, se absorbe muy bien a nivel intestinal y su destino principal es el cerebro. Estudios, llevados a cabo en ratas, muestran que los síntomas de depleción de ácidos siálicos (valorado a través de la medición de su concentración en la saliva) revirtió significativamente a partir de una dieta suplementada con este nutriente; se demostró, además, que las tasas de absorción son mejores durante los primeros años de vida aparentemente porque su destino primordial es el cerebro y que durante la vejez de los animales, la suplementación con ácidos siálicos redujo de manera significativa los deterioros propios de la edad como la xerostomía y algunos patrones cognitivos.

ACIDOS SIÁLICOS EN DIFERENTES ÁREAS DE LA SALUD

El estudio del papel de los ácidos siálicos en la salud de las personas tiene todavía una frontera muy amplia por explorar. La neurociencia, neurología, fisiología, farmacología, fertilización, medicina pulmonar, gastroenterología, nefrólogía son áreas donde el avance de la investigación ha sido muy grande, no obstante, también se está avanzando en hepatología, oncología, infectología y otras más.

Neurociencia y neurología. El cerebro es el órgano con la más alta concentración de ácido siálico en el cuerpo y forma parte de un conjunto de glucoproteinas sializadas denominadas gangliósidos. La formación de cadenas de ácidos polisiálicos es fundamental para la germinación y plasticidad neuronal. No solo eso, el hecho que las glucoproteinas asociadas a la mielina reconozcan a los gangliósidos también juega un rol importante en la estabilidad  de la mielina y en la inhibición del daño neuronal. Estudios llevados a cabo en animales y en lactantes fallecidos por muerte súbita presentaban concentraciones significativamente altas de este componente y está concentración mantenía relación directa con el aporte a partir de la leche de la madre e incluso productos suplementados.

Fisiología. La carga negativa de los ácidos siálicos hace que las membranas celulares donde están presentes repelan a otras membranas con lo cual se evita la asociación de células; por ejemplo, evita que dos glóbulos rojos se una en la sangre.

Farmacología. En esta área se presentan dos problemas: i) Muchos medicamentos son glucoproteinas (anticuerpos, citoquinas y hormonas); cuando no tienen suficiente ácidos siálicos con carga negativa repelente, son metabolizados con rapidez; y, ii) muchos de estos medicamentos son obtenidos a partir de cultivos celulares que se pueden contaminar con Neu5Gc (no lo producimos) y el cuerpo tiene anticuerpos para este tipo de ácido siálico por lo que son destruidos rápidamente.

Fertilización y desarrollo. Los ácidos siálicos son importantes para la embriogénesis y aunque no se conoce el mecanismo exacto, la ausencia de estas azúcares puede llevar  a la muerte del embrión.

Medicina pulmonar. Los ácidos siálicos son expresados fuertemente a lo largo de todo el epitelio y son responsables de las características reológicas (viscosidad) del moco en las vías áreas. Estas características no solo permiten la lubricación sino que, además, el moco actúa como red que atrapa sustancias y organismos exógenos.

Más allá de todo lo que está pendiente en relación a la investigación en torno a los ácidos siálicos; es claro que cumplen un rol superlativo en el desarrollo del cerebro sobre todo en los primeros años de vida. Aunque no se han establecido recomendaciones sobre su ingesta dietética está claro que su deficiencia puede generar serias alteraciones a nivel orgánico.  

Robinson Cruz

Director IIDENUT

Nutricionista Clínico

Especialista en Bioquímica Nutricional

Referencias Bibliográficas

  1. Schauer R. Sialic acids as link to Japanese scientists. Proc. Jpn. Acad, Ser. B92 (2016)
  2. Varki A. Sialic acids in human health and disease. Trends Mol. Med. 2008 August; 14(8): 351-360
  3. Schnaar RL. Glycolipid-mediated cell–cell recognition in inflammation and nerve regeneration. Arch. Biochem. Biophys 2004;426:163–172. [PubMed: 15158667]
  4. Pan B, et al. Myelin-associated glycoprotein and complementary axonal ligands, gangliosides, mediate axon stability in the CNS and PNS: neuropathology and behavioral deficits in single- and double-null mice. Exp. Neurol 2005;195:208–217. [PubMed: 15953602]
  5. Weigel PH, Yik JH. Glycans as endocytosis signals: the cases of the asialoglycoprotein and hyaluronan/chondroitin sulfate receptors. Biochim. Biophys. Acta 2002;1572:341–363. [PubMed: 12223279]

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