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Vía de los polioles

La ruta 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 diabéticas, especialmente en el daño microvascular de la retina, el riñón, y los nervios.

El sorbitol no puede atravesar las membranas celulares y, cuando se acumula, produce tensiones osmóticas en las células al atraer agua a los tejidos independientes de la insulina.

Ruta

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 entra en la ruta de los polioles cuando la aldosa reductasa la reduce a sorbitol.

Esta reacción oxida el NADPH a NADP. La sorbitol deshidrogenasa luego puede oxidar sorbitol a fructosa, que produce NADH a partir de NAD. La hexocinasa puede devolver la molécula a la vía de la glucólisis mediantefosforilando la fructosa para formar fructosa–fosfato. Sin embargo, en los diabéticos no controlados que tienen niveles altos de glucosa en la sangre, más de lo que puede manejar la vía de la glucólisis, el balance de masa de las reacciones finalmente favorece la producción de sorbitol.

La activación de la ruta de los polioles 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 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 la glucosa.

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, 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.

Las células utilizarán la glucosa como energía de forma normal, y cualquier glucosa que no se utilice como energía entrará en la ruta 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 de hiperglucemia, 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 la entrada osmótica de agua.

NADPH actúa para promover la producción de óxido nítrico y la reducción de glutatión, y su deficiencia causará deficiencia de glutatión. Una deficiencia de glutatión, congénita o adquirida, puede provocar hemólisis causada por el estrés oxidativo. El óxido nítrico es uno de los vasodilatadores importantes en los vasos sanguíneos.

Por lo tanto, 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 actuando juntos.

No se ha determinado de manera concluyente que la activación de la ruta de los polioles dañe los sistemas microvasculares.

Referencias

Bonnefont-Rousselot D (septiembre de 2002). «Glucosa y especies reactivas de oxígeno». Opinión Actual en Nutrición Clínica y Atención Metabólica. 5 (5): 561–8. doi : 10.1097/00075197-200209000-00016. PMID 12172481. S2CID 20485164.

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..06.001. PMID 26074354.

Forbes JM, Coughlan MT, Cooper ME (junio de 2008). «El estrés oxidativo como principal culpable de la enfermedad renal en la diabetes». diabetes _ 57 (6): 1446–54. doi : 10.2337/db-0057. PMID 18511445.

Javed S, Petropoulos IN, Alam U, Malik RA (enero de 2015). «Tratamiento de la neuropatía diabética dolorosa». Avances Terapéuticos en Enfermedad Crónica. 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 de investigación y ciencia visual. 20 (3): 314–26. IDPM 6782033.

Michael Brownlee (2005). «La patobiología de las complicaciones diabéticas: un mecanismo unificador». diabetes_ 54(6): 1615-1625. doi: 10.2337/diabetes..6.1615. PMID.

Brownlee M (diciembre de 2001). «Bioquímica y biología celular molecular de las complicaciones diabéticas». naturaleza _ 414 (6865): 813–20. Código Bib : 2001Natur…B. doi : 10.1038/414813a. PMID 11742414. S2CID 4396508.

Otras referencias

Bioquímica ilustrada de Harper (publicado por LANGE)

Bioquímica médica de Dinesh Puri (Publicado por ELSEVIER)

Fuentes

  1. Fuente: doi.org
  2. Fuente: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Fuente: api.semanticscholar.org
  4. Fuente: www.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Fuente: iovs.arvojournals.org
  6. Fuente: ui.adsabs.harvard.edu