El lado menos dulce de la glucosa: Diabetes parte II

Los dulces y golosinas son de los mayores deleites de nuestra gastronomía, sin embargo el incremento en la población de patologías como la obesidad y la diabetes ha convertido su consumo en una especie de placer culposo. Pero… ¿y qué tiene de malo el azúcar? En condiciones normales nada; por el contrario, su consumo es necesario para nuestra actividad cotidiana ya que es el primer combustible energético del cuerpo durante nuestras horas de trabajo. Pero en enfermedades como la diabetes, la glucosa se convierte en el principal problema, en el enemigo a vencer.

Retomando la definición de la Diabetes Mellitus: ésta es una enfermedad en la cual el metabolismo de la glucosa se encuentra alterado. Mencionábamos en el post anterior que existen dos tipos principales de diabetes:

La diabetes tipo 1, también denominada como diabetes infantil, la cual se considera una enfermedad autoinmune en la que las células b-pancreáticas son destruidas por el sistema inmune. La destrucción de estás células impide una secreción normal o inexistente de la hormona insulina, que es la hormona que ayuda a disminuir los niveles de glucosa en sangre que se elevan después de consumir alimentos. Es decir, este tipo de diabetes tiene como causa la anormal secreción de insulina. Este es el tipo de diabetes menos común, solo un 10% aproximadamente de las personas con diabetes son del tipo 1.

El segundo tipo de diabetes común y el más frecuente es la diabetes tipo 2 o resistencia a la insulina; en la cual, la secreción de insulina (en el inicio de la enfermedad) no es el problema. El problema en la diabetes tipo 2, es que las células de los tejidos (músculo y adiposo) que almacenan glucosa en respuesta a la liberación de insulina simplemente no responden, y en consecuencia no almacenan la glucosa en estos tejidos, manteniendo así niveles elevados de glucosa en sangre.

Los otros tipos de diabetes son; la gestacional (diabetes que ocurre durante el embarazo) y diabetes de origen genético, en las cuales mutaciones en los receptores de insulina (proteínas que se encargan de detectar a insulina en las células) o mutaciones que impiden una función normal de las células beta del páncreas impiden un adecuada regulación del metabolismo de la glucosa. Otras causas de diabetes son enfermedades que provoquen daños extensos al páncreas, como la pancreatitis crónica (inflamación del páncreas) o fibrosis cística (enfermedad genética que se caracteriza por cicatrices y  quistes en el páncreas).

Como sabemos, en México la diabetes es detectada mediante mediciones de glucosa en sangre, pero… ¿alguien sabe por qué la glucosa en sangre es tan dañina?

Ya que la información no es el fuerte de nuestro sector salud, ni público ni privado, vamos a entrarle sin miedo al tema de los efectos de niveles elevados de glucosa en la sangre.

Glicosilación

Entre los cambios irreversibles que se producen por niveles elevados de glucosa en sangre (hiperglicemia) es la glicosilación de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, productos a los que se les denomina AGE o productos de glicosilación avanzada. ¿Y esto qué significa? La glicosilación no es otra cosa que la unión de la glucosa a proteínas, lípidos y a moléculas que conforman al DNA o ácidos nucléicos. Ahora la pregunta es: ¿y esto qué ocasiona?

Uno de los primeros efectos de la unión de glucosa a estas moléculas es su disfuncionalidad, lo cual implica que estás moléculas se vean incapacitadas para realizar sus funciones celulares y fisiológicas. En el caso de las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, su funcionalidad depende de varios aspectos y para entender la problemática que involucra la unión de la glucosa a dichas moléculas vamos a tratar de explicar algunas de estas características de la manera más simple que podamos.

Vamos a poner de ejemplo a una proteína.

Algunas representaciones gráficas de cómo se encuentran organizadas las proteínas en las membranas de la células, generalmente lucen así:

Si embargo, si tuviéramos la posibilidad de realizar un acercamiento, lo que veríamos es que cada proteína tiene una estructura y conformación característica:

Si pudiéramos acercarnos todavía más, seríamos capaces de ver a las moléculas que conforman a las proteínas (aminoácidos). Las letras ALA y GLU solo hacen referencia al nombre del aminoácido. En el caso de que existiera algún equipo con la resolución suficiente como para ver átomos, entonces al ver a las proteínas lo que veríamos serían las moléculas de hidrógeno (H), de carbono (C) y grupos amino unidos unos con otros:

Para un adecuado funcionamiento, una proteína depende de: la secuencia de aminoácidos  (el orden de aminoácidos y los enlaces entre las diferentes moléculas que los constituyen son quienes determinar la estructuración, plegamiento o conformación de la proteína, y este orden se encuentra determinado por la información en el DNA), de una conformación adecuada y finalmente de su ubicación dentro de la células. Si a una proteína se le “pega” una o varias glucosas, ésta pierde su conformación o se “desdobla”.

Además, la unión de ésta glucosa al grupo amino (NH3) de los aminoácidos de una y otra proteína, produce agregados de proteínas que se depositan en las paredes de vasos sanguíneos y que se vuelven tóxicas para las células:

Ojalá fuera tan sencillo que así como la glucosa se pega, se despegara. El problema es que esto no ocurre, por el contario la unión se vuelve más fuerte y el efecto nocivo de estás glicosilaciones se va acumulando y agravando con el tiempo.

Aunque el conocimiento sobre cómo éstos AGE ocasionan las complicaciones relacionadas a la diabetes es limitado, se considera que es su formación la responsable en parte de los daños asociados a la diabetes como son: retinopatías (daño en la retina), nefropatías (se refiere a daño o enfermedad en el riñón) y neuropatías (daño a los nervios).

Después de esta breve explicación, ya podemos entender por qué algunos de los diagnósticos para la diabetes involucran (o deberían involucrar) necesariamente la cuantificación de hemoglobina glucosilada o Hb A1c

Una vez conociendo qué son estos AGE, vamos hablar un poco sobre los mecanismos por los cuales la glicosilación de proteínas produce algunos daños asociados a la diabetes.

Vamos a iniciar hablando del daño al riñón y para ello daremos un breve repaso a las funciones de los riñones. Los riñones se encargan remover de la sangre (filtran la sangre) los desechos de la actividad metabólica y el exceso de agua. También regulan la presión arterial y el balance de electrolitos, entre otras cosas.

Uno de los problemas comunes en la diabetes es la nefropatía diabética o el daño a los riñones, éste padecimiento a grosso modo se caracteriza por:

  • Déficit en la filtración de líquidos
  • Aumento de la presión arterial
  • Retención de líquidos
  • Edemas: hinchazón, por lo general alrededor de los ojos por la mañana
  • Arteriosclerosis de la arteria renal; perdida de la elasticidad de las arterias
  • Proteinuria (filtración de proteínas)

¿Cómo ocasiona dichos transtornos la unión de la glucosa a proteínas, lípidos y ácidos nucleicos? 

Una de las explicaciones es que estas proteínas glucosiladas o los AGE provocan anomalías en las uniones celulares. Obviamente no podemos hablar de estas uniones sin explicar antes en qué consisten:

Los órganos y los tejidos se encuentran formados por varios tipos de células las cuales necesariamente deben de mantenerse unidas.  ¿Quién se encarga de mantener unidas a las células?, el bien denominado tejido conectivo o matriz extracelular. Este tejido se encuentra formado a su vez por proteínas y compuestos que son secretados por las células y que forman una especie de red que da soporte, elasticidad, comunicación a las células del tejido, además de permitir el paso de moléculas. Y si vemos la caricatura de esta matriz extracelular  entenderemos el por qué del nombre:

Esta red o matriz extracelular brinda una especie de anclaje para las células, así la unión de las células a está matriz se le denomina uniones célula-matriz extracelular o ECM.

Estas proteínas de soporte, son susceptibles a la glicosilación. Lo anterior da lugar a alteraciones en su función y estructura. Una característica de los daños al riñón en diabéticos es la excesiva acumulación de componentes de esta red. Los componentes de esta matriz son reciclados, es decir, los componentes “viejos” son degradados y remplazados por unos nuevos. La unión de glucosa a estas proteínas las hace resistente a su degradación y se piensa que esa puede ser la explicación de una acumulación excesiva de estos componentes.

La glicosilación de las proteínas de la matriz también puede ocasionar la ruptura de las uniones entre las células y la matriz. Lo cual ocasiona que las células pierdan su soporte, así como la estructura del tejido.

¿Y a qué conlleva todo esto?

Dado que el riñón es un filtro, pensemos en él como en una coladera que permitirá el paso sólo de objetos con un tamaño menor al de sus orificios o rejillas; si ésta red de orificios se desensambla o se debilita, entonces dejará de existir la selectividad en el paso de objetos y también dejará pasar prácticamente todo.

Se piensa que todo lo anterior es la razón por la cual el riñón en personas con una diabetes crónica presenta proteinuria o filtración de proteínas. Es decir: el tamaño de las moléculas que generalmente “pasan” a través de las células del riñón son considerablemente más pequeñas que el de una proteína. Sería algo más o menos así:

Después de éste pequeño ejemplo no necesitamos de mucha imaginación como para suponer que si la función de filtración del riñón se ve afectada, lo mismo ocurrirá con sus demás funciones.

Por hoy dejémoslo hasta aquí, que ya hablaremos de la arteriosclerosis y la presión alta en diabéticos en el próximo post.

Enlaces de interés sobre este tema:

http://www.jaoa.org/cgi/reprint/100/10/621

http://jasn.asnjournals.org/content/14/suppl_3/S254.full.pdf

http://ajprenal.physiology.org/content/286/2/F202.full

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