composto químico From Wikipedia, the free encyclopedia
O glutatión,[2] abreviado como GSH (forma reducida) ou GSSG (forma oxidada disulfuro), e ás veces escrito glutation é un tripéptido formado por glicina, cisteína e ácido glutámico (γ-L-glutamil-L-cisteinilglicina), que funciona nas células como antioxidante. Contén un enlace peptídico infrecuente entre o grupo α-amino da cisteína e o grupo carboxilo da cadea lateral do ácido glutámico (e non co seu grupo α-amino, que queda libre). Polo contrario, a unión da glicina coa cisteína é un enlace peptídico totalmente normal entre os grupos α-amino e α-carboxilo. É un antioxidante, que prevén danos en compoñentes importantes da célula causados polas especies reactivas do osíxeno, como radicais libres e peróxidos.[3]
Glutatión[1] | |
---|---|
ácido (2S)-2-amino-4-{[(1R)-1-[(carboximetil)carbamoil]-2-sulfaniletil]carbamoil}butanoico | |
Outros nomes γ-L-Glutamil-L-cisteinilglicina | |
Identificadores | |
Abreviaturas | GSH |
Número CAS | 70-18-8 |
PubChem | 124886 |
ChemSpider | 111188 |
UNII | GAN16C9B8O |
DrugBank | DB00143 |
KEGG | C00051 |
MeSH | Glutathione |
ChEBI | CHEBI:60836 |
ChEMBL | CHEMBL1543 |
Código ATC | V03 |
Imaxes 3D Jmol | Image 1 |
| |
| |
Propiedades | |
Fórmula molecular | C10H17N3O6S |
Masa molar | 307,32 g mol−1 |
Punto de fusión | 195 °C; 383 °F; 468 K |
Solubilidade en auga | Libremente soluble[1] |
Solubilidade en metanol, dietil éter | Insoluble |
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa. |
A cisteína do glutatión contén un grupo tiol (-SH) moi reactivo. Os grupos tiol son axentes redutores. Nas células animais hepáticas o glutatión está presente en concentracións de aproximadamente 5 milimolar. O glutatión reduce as pontes disulfuro formadas nas proteínas citoplásmicas a cisteínas servindo como doante de electróns. No proceso o glutatión convértese na súa forma oxidada glutatión disulfuro (GSSG).
O glutatión atópase na célula case exclusivamente na súa forma reducida, xa que o encima que reduce a súa forma oxidada, a glutatión redutase, é constitutivamente activa e inducible en situación de estrés oxidativo. De feito, a proporción do glutatión reducido con respecto ao oxidado nas células úsase a miúdo como unha medida da toxicidade na célula.[4]
O glutatión non é un nutriente esencial que só se poida obter dos alimentos, xa que pode sintetizarse no noso corpo a partir dos tres aminoácidos que o compoñen. O grupo sulfhidrilo ou tiol (-SH) da súa cisteína serve como doante de protóns e é o responsable da súa actividade biolóxica. A dispoñibilidade deste aminoácido é o factor limitante na síntese do glutatión nas células, porque a cisteína é relativamente rara nos alimentos. Ademais, cando se libera como un aminoácido libre, a cisteína é tóxica e catabolízase espontaneamente no tracto gastrointestinal e no plasma sanguíneo.[6]
O glutatión sintetízase en dous pasos dependentes do ATP:
A glutamato cisteína ligase (GCL) animal é un encima heterodímero composto por unha subunidade catalítica (GCLC) e outra moduladora (GCLM). A GCLC é responsable de toda a actividade encimática, mentres que a GCLM acrecenta a eficiencia catalítica do GCLC. Os ratos que carecen de GCLC (é dicir, carecen de síntese de novo de GSH) morren pouco despois do nacemento.[8] Os ratos que carecen de GCLM non mostran un fenotipo especial externamente apreciable, pero presentan un descenso acusado de GSH e un incremento da sensibilidade a tóxicos.[9][10][11]
Aínda que o glutatión pode sintetizarse en todas as células do corpo, a súa síntese no fígado é esencial. Os ratos con perda de GCLC xeneticamente inducida (é dicir, sen síntese de GSH) só no fígado morren no seu primeiro mes de vida.[12]
A glutamato cisteína ligase (GCL) das plantas é un encima heterodímero sensible aos cambios redox, moi conservado no reino das plantas.[13] Nun ambiente oxidante, fórmanse pontes disulfuro intermoleculares e o encima cambia ao seu estado dimérico activo. Ademais deste control dependente do estado redox nas plantas hai unha inhibición por retroalimentación por GSH do encima GCL.[14] A GCL está localizada exclusivamente nos plastos, e a glutatión sintetase aparece tanto en plastos coma no citosol, polo que o GSH e a gamma-glutamilcisteína son exportados desde os plastos ao citosol.[15] Ambos os encimas necesarios para a síntese do glutatión son esenciais nas plantas; a eliminación total da expresión xenética (knockout) da GCL e da glutatión sintetase son letais para o embrión e as plántulas que agroman.[16]
A ruta da biosíntese do glutatión atópase nalgunhas bacterias, como cianobacterias e proteobacterias, pero perdeuse en moitas outras bacterias. A maioría dos eucariotas sintetizan glutatión, incluíndo os humanos, pero non todos (non hai síntese en leguminosas, Entamoeba, e Giardia). As únicas arqueas que producen glutatión son as halobacterias.[17][18]
O glutatión pode atoparse en estado reducido (GSH) ou oxidado (GSSG). En estado reducido, o grupo tiol da cisteína pode doar un equivalente de redución (H++ e-) a outras moléculas inestables, como as especies reactivas do osíxeno. Ao doar un electrón, o propio glutation se fai reactivo, pero reacciona case inmediatamente con outro glutation reactivo formando glutatión disulfuro (GSSG). Esta reacción é posible debido á concentración relativamente alta de glutation nas células (ata 5 mM no fígado). O GSH pode rexenerarse a partir do GSSG por acción da glutatión redutase.
Nas células e tecidos sans, máis do 90% do total do glutatión está na forma reducida GSH e menos do 10% está en forma de disulfuro (GSSG). Un incremento da proporción de GSSG con respecto ao GSH considérase indicativa dun estrés oxidativo.
O glutatión ten múltiples funcións:
O GSH funciona como substrato tanto en reaccións de conxugación (con substancias normalmente alleas ao organismo, como drogas ou velenos) coma reaccións redox, catalizadas polos encimas glutatión S-transferases no citosol, microsomas, e mitocondrias. Pero pode participar tamén en conxugacións non encimáticas con diversas substancias.
O glutatión é un antídoto esencial para superar a sobredose de N-acetil-p-benzoquinona imina (NAPQI), un actvo metabolito reactivo co citocromo P450 formado polo paracetamol, que é tóxico cando diminúe o GSH na célula por causa de sobredose de pracetamol. O glutatión conxúgase coa NAPQI e axuda a detoxificalo. Grazas a esta capacidade protexe os grupos tiol das proteínas celulares, que doutro modo serían modificados covalentemente; cando se consome todo o GSH, a NAPQI empeza a reaccionar coas proteínas celulares, orixinando a morte celular. O tratamento habitual para unha sobredose deste analxésico é a administración (xeralmente en forma nebulizada) de N-acetil-L-cisteína (hai varios preparados comerciais ), que é procesada polas células a L-cisteína e utilizada na síntese de novo de GSH.
O glutatión (GSH) participa na síntese de leucotrienos e é un cofactor do encima glutatión peroxidase. Tamén é importante como molécula hidrofílica que se engade no fígado a toxinas lipófilas e residuos durante as biotransformacións antes de que esas substancias pasen a formar parte da bile. O glutatión necesítase tamén para a detoxificación do metilglioxal, unha toxina producida como un subproduto do metabolismo.
Esta reacción de detoxificación lévaa a cabo o sistema da glioxalase. A glioxalase I (EC 4.4.1.5)Arquivado 16 de maio de 2011 en Wayback Machine. cataliza a conversión do metilglioxal e do glutatión reducido a S-D-lactoíl-glutatión. A Glioxalase II (EC 3.1.2.6)Arquivado 16 de maio de 2011 en Wayback Machine. cataliza a hidrólise do S-D-lactoíl-glutatión a glutatión ed ácido D-láctico.
O glutatión utilizouse recentemente como inhibidor da melanina na industria cosmética. En países como o Xapón e Filipinas, este produto véndese como xabón blanqueante. O glutatión inhibe competitivamente a síntese de melanina na reacción entre a tirosinase e a L-DOPA ao interromper a capacidade da L-DOPA de unirse á tirosinase durante a síntese de melanina. A inhibición da síntese de melanina pode reverterse incrementando a concentración de L-DOPA, pero non incrementando a de tirosinase. Aínda que a melanina sintetizada é agregada en aproximadamente unha hora, a agregación é inhibida pola adición de glutatión. Estes resultados indican que o glutation inhibe a síntese e aglutinación da melanina ao interferir na función da L-DOPA.[21]
Nas plantas, o glutatión é crucial para controlar o estrés biótico e abiótico. É un compoñente esencial do ciclo do glutatión-ascorbato, un sistema que reduce o velenoso peróxido de hidróxeno.[22] É o precursor das fitoquelatinas, que son oligómeros de glutatión que quelan metais pesados como o cadmio.[23] O glutatión requírese para unha defensa eficiente contra patóxenos das plantas como a bacteria Pseudomonas syringae ou o oomiceto Phytophthora brassicae.[24] O encima APS redutase, que intervén na asimilación do xofre, usa o glutatión como doante de electróns. Outros encimas que utilizan o glutatión como substrato son as glutarredoxinas; estas pequenas oxidorredutases están implicadas no desenvolvemento das flores, e a sinalización por ácido salicílico (fitohormona) para a defensa da planta.[25]
Non é doado conseguir elevar os niveis de GSH nas células cunha suplementación de glutatión. As investigacións realizadas suxiren que o glutatión inxerido non se absorbe ben no tracto gastrointestinal. Nun estudo sobre a administración oral intensa a grandes doses (3 gramos) de glutatión oral, Witschi e colaboradores concluíron que "non é posible incrementar o glutatión circulante ata un grao clinicamente beneficioso por medio da administración oral dunha soa dose de 3 g de glutatión."[26][27]
O metabolito activo da vitamina D sintetizado nos riles calcitriol incrementa os niveis de glutatión no cerebro e parece ser un catalizador da produción de glutatión.[28]
Ademais, as concentracións plasmáticas e hepáticas de GSH poden elevarse pola administración de certos suplementos que serven como precursores do GSH. A N-acetilcisteína (NAC) é o precursor máis biodispoñible do glutatión.[29] Outros suplementos, como S-adenosilmetionina (SAMe)[30][31][32] e a proteína do soro lácteo[33][34][35][36][37][38] tamén incrementan o contido de glutatión na célula.
A N-acetilcisteína está dispoñible como fármaco ou coma un suplemento xenérico. Outra substancia que tamén restaura ou niveis intracelulares de glutatión é o ácido alfa lipoico.[39][40] A melatonina pode estimular un encima relacionado, a glutatión peroxidase,[41] e o silymarin, un extracto de sementes do cardo Silybum marianum, tamén mostrou unha capacidade de repoñer os niveis de glutatión.[42][43]
O glutatión é un compoñente intracelular estritamente regulado, e a súa produción está limitada por unha inhibición por retroalimentación da súa síntese no encima gamma-glutamilcisteína sintetase, o que minimiza enormemente a posibilidade de sobredoses. O aumento do glutatión utilizando presursores da síntese do glutatión ou glutatión intravenoso é unha estratexia empregada para facer fronte ás deficiencias de gluttión, alto estrés oxidativo, deficiencias inmunitarias, e sobrecargas de substancias xenobióticas (alleas ao corpo) nas que o glutatión xoga un papel na súa detoxificación (especialmente por vía hepática). Os estados de deficiencia de glutatión inclúen entre outros o VIH/SIDA, hepatites infecciosas e químicas, síndrome de fatiga crónica e encefalomielite miálxica (ME/CFS),[44][45][46] cáncer de próstata e outros, cataratas, enfermidade de Alzheimer, enfermidade de Parkinson, enfermidade pulmonar obstrutiva crónica, asma, envelenamento radioactivo, estados de malnutrición, estrés físico intenso, e o envellecemento, e foi asociado con respostas inmunitarias por debaixo do nivel normal. Moitas patoloxías clínicas están asociadas co estrés oxidativo e detállanse en moitas referencias médicas.[6][47][48]
Os niveis baixos de glutatión están tamén moi implicados na perda e balance negativo do nitróxeno,[49] que se observa no cáncer, SIDA, sepse, trauma, queimaduras graves e mesmo no excesivo treinamento atlético. A suplementación con glutatión pode opoñerse a estes procesos, e na SIDA, por exemplo, mellora as taxas de supervivencia.[50] Porén, os estudos de moitas desas situacións e cadros non puideron diferenciar entre os niveis baixos de glutatión resultado de niveis de estrés oxidativo incrementados de forma aguda (como nos pacientes con sepse) ou crónica (como na SIDA), e o aumento da patoloxía como resultado de deficiencias preexistentes.
A esquizofrenia e os trastornos bipolares están tamén asociados con niveis baixos de glutatión. Os datos obtidos suxiren que o estrés oxidativo pode ser un factor que subxace na fisiopatoloxía do trastorno bipolar, depresións graves, e esquizofrenia. O glutatión é o principal eliminador dos radicais libres no cerebro.[51]
Os resultados preliminares de certos estudos indican que o glutatión cambia o nivel de especies reactivas do osíxeno en células illadas cultivadas en laboratorio,[52][53] o que pode reducir o desenvolvemento dos cánceres.[54] [55] Pero ningún destes estudos se realizou en humanos.
Porén, non está claro que sexa beneficioso cando o cáncer está xa desenvolvido, xa que podería protexer as células cancerosas das drogas da quimioterapia en diversos tipos de cáncer, como mostran diversos estudos.[56]
O exceso de glutamato nas sinapses, que pode ser liberado en condicións como os traumatismos cranioencefálicos, pode impedir a absorción de cisteína, un dos compoñentes do glutatión. Sen a protección contra os danos oxidativos que fornece o glutatión, as células poden quedar danadas ou morreren.[57]
O glutatión reducido presente nunha mostra pode visualizarse utilizando o reactivo de Ellman ou derivados do bimano como monobromobimano. O método do monobromobimano é o máis sensible. Neste procedemento, as células son lisadas e extráense os tioles con HCl tampón. Os tioles son despois reducidos con ditiotreitol (DTT) e marcados con monobromobimano. O monobromobimano faise fluorescente ao unirse ao GSH. Os tioles sepáranse despois por cromatografía líquida de alta resolución e a fluorescencia cuantifícase cun detector de fluorescencia. O bimano pode tamén utilizarse para cuantificar o glutatión in vivo. A cuantificación faise por microscopía de varrido láser confocal despois da aplicación de colorantes ás células vivas.[58] Outra aproximación, que permite medir o potencial redox do glutatión a unha resulción moi alta espacial e temporal nas células vivas está baseado en imaxes redox obtidas usando a proteína fluorescente verde sensible ao estado redox (roGFP)[59] ou a proteína fluorescente amarela sensible ao estado redox (rxYFP) [60]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.