Heteropolisacaridos, Glucosaminoglicanos y Mucopolisacaridos

 

Los Heteropolisacaridos contienen en su estructura dos o mas diferentes tipos de monosacaridos. Los heteropolisacaridos usualmente proporcionan soporte extracelular a muy diferentes organismos, desde las bacterias hasta los seres  humanos.  Junto a las proteinas fibrosas como el colageno, la elastina, la fibronectina, la laminina y otras, los heteropolisacaridos son los componentes mas importantes de la matrix extracelular, la cual mantiene unidas a las celulas individuales en los tejidos animales, y les provee proteccion, forma y soporte a las celulas, tejidos y organos.

 

Los heteropolisacaridos mas importantes desde el punto de vista humano son los glicosaminoglicanos. El acido Hialuronico, los Condroitin sulfatos y los Dermatan sulfatos son ejemplos de estos importantes heteropolisacaridos de la matrix extracelular. Estos heteropolisacaridos estan formados usualmente por la repeticion de una unidad de disacarido formada por un aminoazucar y un azucar acido.

 

Este estructura es un tipico ejemplo de una unidad de repeticion en los heteropolisacaridos.

 

 

Los grupos sulfatos son modificadores frecuentes en los monosacaridos que forman los heteropolisacaridos. Ejemplos de heteropolisacaridos con estos grupos son los Condroitin sulfatos y el Dermatan sulfato,

 

Usualmente los heteropolisacaridos se asocian con proteinas formando proteoglicanos. Los glicosaminoglicanos han sido denominados previamente mucopolisacaridos, por su abundancia en las secreciones mucosas.  Como grupo, los mucopolisacaridos realizan diversas funciones: funcion estructural, regulacion del metabolismo del agua (actuan como un reservorio de agua), cemento celular, “filtro” biologico  (atrapa grandes estructuras impidiendo su acceso a otros tejidos), lubricante biologico, y sitios de enlace para factores de crecimiento, entre otras funciones.

 

A continuacion se detallan funciones importantes de algunos glucosaminoglicanos en especifico:

 

Acido Hialuronico (Hialuronato): Actua como lubricante en liquido sinovial de las articulaciones, da consistencia al humor vitreo, contribuye a la fortaleza tensil y elasticidad de los cartilagos y tendones.

 

Condroitin Sulfatos: Contribuyen a fortaleza tensil y elasticidad de cartilagos, tendones, ligamentos y paredes de la aorta.

 

Dermatan sulfato (antiguamente llamado condroitin sulfato B) se encuentra principalmente en la piel, pero tambien en los vasos, el corazon, los pulmones. Hay indicios de que esta involucrado en alteraciones de la coagulacion,  desarrollo de enfermedades vasculares y otros procesos.

 

Keratan sulfato: Esta presente en la cornea, cartilagos, huesos y otras estructuras como unas y  pelo.

 

Heparina:  Es un potente anticoagulante natural producido en los mastocitos, que facilita la union de la antitrombina con la trombina, lo cual inhibe la coagulacion de la sangre.  

 

Los Glucosaminoglicanos son sintetizados en el Reticulo Endoplasmico y el Aparato de Golgi. Son degradados por hidrolasas lisosomales. Una deficiencia de una de las hidrolasas resulta en una mucopolisacaridosis. 

 

Las  mucopolisacaridosis son enfermedades hereditarias causadas por deficits de enzimas especificas relacionadas con la degradacion de los mucopolisacaridos, en las que los glucosaminoglicanos se acumulan en los tejidos, causando sintomas y signos  tales como deformidades esqueleticas y retardo mental. 

 

Ejemplos de estas enfermedades geneticas son el Sindrome de Hunter y el sindrome de Hurler. Estas enfermedades, , se caracterizan por deformidades fisicas, retraso mental y trastornos en la degradacion de heparan sulfato y dermatan sulfato.

 

Las mucopolisacaridosis se heredan de forma autosomica recesiva:

 

Aplicaciones Clinicas del Estudio de las Enzimas Plasmaticas.

 

 

La medicion de la actividad de las enzimas plasmaticas es una impotante herramienta en el diagnostico y monitoreo del tratamiento de diversas enfermedades.

 

En la sangre se encuentran enzimas que tienen un papel fisiologico en la sangre, pero ademas, se pueden encontrar pequenas cantidades de las enzimas que aparecen normalmente en los tejidos.

 

El nivel en sangre de estas enzimas intracelulares aumenta en algunas enfermedades de tejidos y los organos, ya como consecuencia de muerte celular o cambios en la permeabilidad de las membranas, hay un incremento de la liberacion de esas enzimas al plasma, por lo que su determinacion es un importante indicio de dano celular en algunos tejidos: existe una fuerte asociacion entre los hallazgos de un aumento en el plasma de enzimas particulares y el danho a organos que son ricos en esas enzimas.

 

A continuacion se muestra una lista de las enzimas cuyo estudio se ha mostrado mas util en el diagnostico y monitoreo de enfermedades:

 

ENZIMAS	ENFERMEDADES
Alanina aminotransferasa (ALT)	Enfermedades hepaticas y cardiacas
Aldolasa	Enfermedades musculares
Amilasa	Enfermedades pancreaticas
Aspartato aminotransferasa (AST)	Enfermedades hepaticas y cardiacas
Colinestarasa (pseudocolinestarasa)	Intoxicacion organofosforada aguda
Creatin Kinasa (CK o CPK)	Enfermedades cardiacas y musculares
Enzima Convertidora de Angiotensina	Sarcoidosis
Fosfatasa acida	Enfermedades prostaticas
Fosfatasa alcalina	Enfermedades hepaticas y oseas
Gamma-Glutamyltransferase (GGT)	Enfermedades hepaticas, monitoreo de reabilitacion alcoholica
Lactato Deshidrogenasa (LDH)	Enfermedades hepaticas, cardiacas y danho cerebral
Lipasa	Pancreatitis
Lisozima	Algunas leucemias agudas

 

Como ya fue discutido en un post previo,  (Isozimas o Isoenzimas) algunas enzimas que catalizan la misma reaccion tienen diferente estructura.

Debido a que estas isoenzimas tienen diferente distribucion tisular, su estudio es un importante instrumento en la determinacion del danho sufrido por organos especificos.