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3-desoxiglucosona

La 3-desoxiglucosona ( 3DG ) es un azúcar que se destaca por ser un marcador de diabetes. La 3DG reacciona con proteínas para formar productos finales de glicación avanzada (AGE...

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La 3-desoxiglucosona ( 3DG ) es un azúcar que se destaca por ser un marcador de diabetes. La 3DG reacciona con proteínas para formar productos finales de glicación avanzada (AGE), que contribuyen a enfermedades como las complicaciones vasculares de la diabetes , la aterosclerosis , la hipertensión , la enfermedad de Alzheimer , la inflamación y el envejecimiento . [1]

Biosíntesis

La 4- imidazolona surge de la condensación de residuos de arginina y 3-desoxiglucosona (R = CH 2 CH(OH)CH(OH)CH 2 OH). [2]

La 3DG se produce de forma natural mediante la reacción de Maillard . Se forma después de que la glucosa reacciona con los grupos amino primarios de la lisina o la arginina que se encuentran en las proteínas. Debido a la mayor concentración del reactivo glucosa, se forma más 3DG con niveles excesivos de azúcar en sangre, como en la diabetes no controlada . La glucosa reacciona de forma no enzimática con los grupos amino de las proteínas para iniciar la glicación . La formación de 3DG puede explicar las numerosas complicaciones de la diabetes, así como del envejecimiento. [1]

La 3DG también surge a través de la degradación de la fructosa 3-fosfato (F3P). [3] La 3DG juega un papel central en el desarrollo de complicaciones diabéticas a través de la acción de la fructosamina-3-quinasa. [ cita requerida ]

Bioquímica

Como azúcar dicarbonílico, es decir, uno con la agrupación RC(O)-C(O)-R, el 3DG es altamente reactivo hacia los grupos amina. Las aminas son comunes en los aminoácidos, así como en algunos ácidos nucleicos. Los productos de la reacción del 3DG con los grupos amino de las proteínas se denominan productos finales de glicación avanzada (AGE). Los AGE incluyen imidazolonas , pirralina, N 6 -(carboximetil)lisina y pentosidina . El 3DG, así como los AGE, desempeñan un papel en la modificación y reticulación de proteínas de larga duración, como la cristalina y el colágeno , lo que contribuye a enfermedades como las complicaciones vasculares de la diabetes , la aterosclerosis , la hipertensión , la enfermedad de Alzheimer , la inflamación y el envejecimiento . [1]

La 3DG tiene una variedad de efectos biológicos potenciales, particularmente cuando está presente en concentraciones elevadas en estados diabéticos:

  • Se encontró que los diabéticos con nefropatía tenían niveles plasmáticos elevados de 3DG en comparación con otros diabéticos. [4] [5] [1]
  • La dieta glucosilada, que eleva los niveles sistémicos de 3DG, conduce a una patología renal tubular y glomerular similar a la diabetes. [6]
  • El aumento de 3DG se correlaciona con un aumento del ancho de la membrana basal glomerular . [7]
  • La 3DG inactiva la aldehído reductasa . [8] La aldehído reductasa es la enzima celular que protege al cuerpo de la 3DG. La desintoxicación de la 3DG a 3-desoxifructosa (3DF) se ve afectada en los humanos diabéticos, ya que su proporción de 3DG a 3DF en la orina y el plasma difiere significativamente de la de los individuos no diabéticos. [9]
  • La 3DG es un factor teratogénico en la embriopatía diabética, que conduce a malformaciones embrionarias. [10] Esto parece surgir de la acumulación de 3DG, que conduce a una embriopatía mediada por superóxido. Las mujeres con diabetes preexistente o diabetes grave que se desarrolla durante el embarazo tienen entre 3 y 4 veces más probabilidades que otras mujeres de dar a luz a bebés con defectos congénitos.
  • La 3DG induce apoptosis en líneas celulares derivadas de macrófagos [11] y es tóxica para las neuronas corticales cultivadas [12] y las células PC12. [13]

3DG y ROS

La 3DG induce especies reactivas de oxígeno (ROS) que contribuyen al desarrollo de complicaciones diabéticas. [14] Específicamente, la 3DG induce el factor de crecimiento epidérmico que se une a la heparina, un mitógeno del músculo liso que es abundante en las placas ateroscleróticas . Esta observación sugiere que un aumento de 3DG puede desencadenar la aterogénesis en la diabetes. [15] [16] La 3DG también inactiva algunas enzimas que protegen a las células de las ROS. Por ejemplo, la glutatión peroxidasa, una enzima antioxidante central que utiliza glutatión para eliminar ROS, y la glutatión reductasa, que regenera el glutatión, son inactivadas por la 3DG. [17] [18] Los humanos diabéticos muestran un mayor estrés oxidativo. [19] Las ROS inducidas por la 3DG dan como resultado daño oxidativo del ADN. [20] La 3DG puede ser internalizada por las células y la 3DG internalizada es responsable de la producción de estrés oxidativo intracelular. [21]

Desintoxicación

Aunque su importancia médica es incierta, una variedad de compuestos reaccionan con 3DG, posiblemente desactivándolo. Uno de estos agentes es la aminoguanidina (AG). [22] La AG reduce las patologías retinianas, neurales, arteriales y renales asociadas a la AGE en modelos animales. [23] [24] [25] [26] El problema con la AG es que es tóxica en las cantidades necesarias para su eficacia. [ cita requerida ]

Lectura adicional

  • Delpierre G, Rider MH, Collard F, Stroobant V, Vanstapel F, Santos H, Van Schaftingen E (octubre de 2000). "Identificación, clonación y expresión heteróloga de una fructosamina-3-quinasa de mamíferos". Diabetes . 49 (10): 1627–34. doi :10.2337/diabetes.49.10.1627. PMID  11016445.
  • Baynes JW, Thorpe SR, Murtiashaw MH (1984). "[8] Glucosilación no enzimática de residuos de lisina en albúmina". Glucosilación no enzimática de residuos de lisina en albúmina . Métodos en enzimología. Vol. 106. págs. 88–98. doi :10.1016/0076-6879(84)06010-9. ISBN 978-0-12-182006-0. Número PMID  6436646.
  • Dyer DG, Blackledge JA, Thorpe SR, Baynes JW (junio de 1991). "Formación de pentosidina durante el oscurecimiento no enzimático de proteínas por glucosa. Identificación de glucosa y otros carbohidratos como posibles precursores de pentosidina in vivo". The Journal of Biological Chemistry . 266 (18): 11654–60. doi : 10.1016/S0021-9258(18)99007-1 . PMID  1904867.
  • Rahbar S, Kumar Yernini K, Scott S, Gonzales N, Lalezari I (septiembre de 1999). "Nuevos inhibidores de productos finales de glicación avanzada". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 262 (3): 651–6. doi :10.1006/bbrc.1999.1275. PMID  10471380.
  • Yan SF, Ramasamy R, Naka Y, Schmidt AM (diciembre de 2003). "Glicación, inflamación y RAGE: un andamiaje para las complicaciones macrovasculares de la diabetes y más allá". Circulation Research . 93 (12): 1159–69. doi : 10.1161/01.RES.0000103862.26506.3D . PMID  14670831.*

Referencias

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