Glicosaminoglicanos: características y funciones
Los glicosaminoglicanos, conocidos también como mucopolisacáridos, son estructuras glucídicas, con una función de biomoléculas estructurales que podemos encontrar principalmente en tejido conectivo, tejido óseo, medio intercelular y tejido epitelial. Son largas cadenas de polisacáridos complejos o proteoglicanos, compuestos por unidades repetitivas de disacáridos.
Los glicosaminoglicanos son altamente polares y con la capacidad de atraer agua, por lo que son idóneos para los funciones biológicas que realizan. También son utilizados como lubricantes o para absorber impactos. Cada uno está compuesto de hexosamina y una hexosa, o ácido hialurónico.
Índice del artículo
- 1 Características
- 2 Presencia de los glicosaminoglicanos
- 3 Funciones de los glicosaminoglicanos
- 4 Referencias
Los glicosaminoglicanos son el mayor componente de la matriz extracelular de las moléculas en tejidos animales y tienen un rol fundamental en diferentes eventos fisiológicos. No solo podemos encontrar estos compuestos en los vertebrados, sino también en muchos invertebrados. Su función es de conservación en el reino animal.
Varias estructuras sulfatadas de heparina, un glicosaminoglicano que se encuentra en el hígado, piel y pulmón, podemos encontrarlas en diferentes tipos de organismos, desde los más primitivos hasta los seres humanos. Esto determina su participación activa y fundamental en procesos biológicos.
En el caso del ácido hialurónico, en el organismo humano lo encontramos presente en el cordón umbilical, tejido conectivo, líquido sinovial, cartílago, vasos sanguíneos y humor vítreo (la masa gelatinosa que se encuentra entre el cristalino y la retina en el ojo); mientras que en la naturaleza sólo existe en los moluscos.
Otra diferencia es que el condroitín-sulfato en el organismo existe en tejidos óseos y cartílagos, mientras que en otros animales menos evolucionados se encuentra en forma limitada, dependiendo de la complejidad estructural del individuo y su asociación con funciones determinadas.
En la naturaleza, encontramos a los glicosaminoglicanos (GAG’s) con funciones fundamentales en el crecimiento celular, su diferenciación, migración celular, morfogénesis e infecciones virales o bacterianas.
En los vertebrados, los mayores glicosaminoglicanos son la heparina o el sulfato de heparina, el condroitín-sulfato, el dermatan sulfato y el ácido hialurónico. Todos estos GAG’s están confirmados de cadenas que alternan unidades de un amino azúcar y un ácido hialurónico, que puede ser ácido glucorónico o ácido idurónico.
Por otra parte, las unidades de amino azúcar pueden ser la N-acetilglucosamina o la N-acetilgalactosamina.
Aunque los pilares de los GAG’s suelen ser siempre los mismos, polisacáridos, las líneas repetitivas de las cadenas de heparina y condroitín-sulfato requieren un grado considerable de variación estructural.
Esto se debe a las constantes modificaciones que incluyen sulfatación y epemerización de los uronatos, constituyendo las bases de la amplia variedad de estructuras con actividades biológicas relacionadas con los GAG’s.
La presencia de estas biomoléculas en la naturaleza, tanto en organismos vertebrados como invertebrados, ha sido bien documentada. En cambio, nunca se han encontrado GAG’s en las plantas.
En algunas cadenas de bacterias se observan polisacáridos sintetizados con la misma estructura pilar de los GAG’s, pero estos polisacáridos parecidos no están unidos a proteínas de núcleo y solo son producidas en la superficie interna de la membrana citoplasmática.
En el caso de los GAG’s en las células animales, están añadidos a los núcleos de proteínas y forman los proteoglicanos. De este modo, los polisacáridos bacteriales son diferentes.
Existe una amplia variedad estructural en los GAG’s que pertenecen a los vertebrados. Desde los peces y anfibios hasta los mamíferos, la estructura de estas biomoléculas es extremadamente heterogénea.
La biosíntesis del complejo estructural de los GAG’s es regulada y los diferentes patrones de sulfatación son formados en un órgano y en un tejido específico, de forma temporal durante el crecimiento y el desarrollo.
De hecho, defectos de mutación en muchos genes de las enzimas biosintéticas de los GAG’s brindan severas consecuencias en los organismos vertebrados. Es por esto que la expresión de los GAG’s y sus estructuras sulfatadas específicas tienen un rol fundamental en la vida.
Su función es esencial ya que son componentes fundamentales de los tejidos conectivos, y las cadenas de los GAG’s están unidas a través de enlaces covalentes a otras proteínas como citoquinas y quimiocinas.
Otra característica es que están unidos a la antitrombina, una proteína relacionada con el proceso de coagulación, por lo que pueden inhibir esta función, lo que los vuelve fundamentales en casos de tratamiento para trombosis, por ejemplo.
Esto también es interesante en el campo de investigaciones del cáncer. Al poder inhibir la unión de las proteínas de los GAG’s, se puede detener el proceso de esta enfermedad u otras como procesos inflamatorios y enfermedades infecciosas, donde los GAG’s actúan como receptores de algunos virus, como el caso del dengue, del tipo flavivirus.
Los GAG’s además pertenecen a los tres componentes de la dermis, la capa situada bajo la epidermis de la piel, junto con el colágeno y la elastina. Estos tres elementos forman el sistema conocido como matriz extracelular, que permite entre otras cosas la regeneración de tejidos y eliminación de toxinas del organismo.
Los GAG’s son la sustancias que atraen agua hacia las capas más profundas de la piel. Uno de los glicosaminoglicanos más conocido es el ácido hialurónico, presente en múltiples productos antiedad y para el cuidado de la piel. La idea de estas cremas, lociones y tónicos es aumentar la hidratación en la piel reduciendo arrugas y líneas de expresión.
Además de ser capaces de retener agua, los GAG’s también tienen alta viscosidad y baja comprensión, por lo que son ideales para proteger la unión de los huesos en las articulaciones.
Por eso están presentes en el líquido sinovial, cartílagos articulares, válvulas del corazón (condroitín-sulfato, el GAG más abundante en el organismo), piel, arterias pulmonares y en el hígado (heparina, que tiene una función anticoagulante), tendones y pulmones (dermatán sulfato) y córnea y huesos (queratán sulfato).
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