Ácido 2,3-bisfosfoglicérico

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda
Representación tridimensional del BPG

El ácido 2,3-bisfosfoglicérico (2,3-BPG), también llamado 2,3-difosfoglicerato o 2,3-DPG, es un isómero del 1,3-BPG, metabolito que interviene en la glicolisis. También está presente en los glóbulos rojos, que lo sintetizan por un desvío de la ruta glucolítica, en una concentración cercana a 5 mmol/L, donde actúa como modulador alostérico de la hemoglobina.

Metabolismo[editar]

La primera fase del catabolismo de la glucosa incluye su fosforilación, isomerización y otra fosforilación cuyo producto es la fructosa-1,6-bisfosfato. La escisión de la fructosa 1,6-bisfosfato produce dos moléculas: gliceraldehído-3-fosfato y fosfato de dihidroxiacetona (G3P y DHAP, respectivamente).

Estas dos moléculas son isómeros y son fácilmente convertibles entre sí por la triosa fosfato isomerasa. El equilibrio de esta conversión se encuentra en gran medida en el lado de DHAP por dos razones: en primer lugar para que la vía glucolítica no se sobresature y en segundo lugar, porque la bioquímica de la glicerina pueda ser atada en la glucólisis.

DHAP puede ser convertido en glicerol cuando el suministro de DHAP es abundante y el glicerol puede ser utilizado como sustrato para la fase 2 de la glucolisis, en caso de escasa cantidad de los intermediarios de los procesos de la glucólisis.[1]

La segunda fase del catabolismo de la glucosa convierte G3P a 3-fosfoglicerato (3-PG). 

Durante la primera etapa de reacción, G3P es fosforilado con un fosfato de alta energía y se oxida a 1,3-difosfoglicerato (1,3-BPG), a través de la acción de la deshidrogenasa glyceralgehyde-3-fosfato (G3PD).

1,3-BPG puede ser defosforilado por la fosfoglicerato quinasa (PGK), generando ATP, o puede ser relegado en la vía Luebering-Rapapport, donde difosfoglicerato mutasa cataliza la transferencia de un grupo fosforilo de C1 a C2 del 1,3-BPG , dando 2,3-BPG. 2,3-BPG, el organofosforado de mayor concentración en los eritrocitos, forma 3-PG por la acción de la fosfatasa difosfoglicerato.

La concentración de 2,3-BPG varía directamente proporcional con el pH (Si desciende el pH desciende la concentración de 2,3 BPG), lo que es inhibitorio a la acción catalítica de bisfosfogliceromutasa. La tercera fase del catabolismo de la glucosa anaeróbica implica la conversión de 3-PG, a piruvato con la generación de ATP

Hay un delicado equilibrio entre la necesidad de generar ATP para soportar los requerimientos de energía para el metabolismo celular y la necesidad de mantener una adecuada oxigenación / desoxigenación de la hemoglobina.

Este equilibrio se mantiene por isomerización de 1,3-BPG a 2,3-BPG, lo que facilita la desoxigenación de la hemoglobina. El PH bajo, inhibe la actividad de bisfosfogliceromutasa[1] y activa la fosfatasa bisfosfoglicerato, lo que favorece la generación de ATP.[2]

Unión a hemoglobina[editar]

El 2,3-BPG es un ligando de la hemoglobina, sobre la que tiene un efecto alostérico. Se une con mayor afinidad a la hemoglobina desoxigenada cercana a los tejidos que a la oxigenada de los pulmones debido a ciertos cambios espaciales. Así, el 2,3-BPG, cuyo tamaño se estima en alrededor de 9 angstroms, se ajusta a la configuración de la hemoglobina deoxigenada (11 angstroms) pero no a la de la oxigenada (5 angstrom).

La unión del 2,3-BPG con la desoxihemoglobina disminuye la afinidad de ésta por el oxígeno, favoreciendo la liberación de este gas en los tejidos más necesitados de él.

Su manera de actuar y sus funciones fueron descubierta en 1967 por Reinhold Benesch y Ruth Benesch.[3]

Hemoglobina fetal[editar]

La hemoglobina fetal presenta una baja afinidad al 2,3-BPG, por lo que tiene una mayor afinidad con el O2. Este incremento de afinidad al oxígeno con respecto al de la hemoglobina del adulto (HbA), se debe a que la  HbF la constituyen dos α/γ dímeros, a diferencia de los α/β dímeros de la HbA. Los residuos de histidina de HbA β-subunidades, que son esenciales para la formación del bolsillo de la unión para el 2,3-BPG, se sustituyen por residuos de serina en HbF γ-subunidades.

Así pues, la histidina nº 143 se pierde, por lo que 2,3-BPG tiene dificultades para reaccionar con la hemoglobina fetal y la hemoglobina se parece a la molécula pura. Esa es la manera en que el O2 fluye de la madre al feto.[4]

2,3-BPG y Medicina[editar]

Hipertiroidismo[editar]

En el año 2004  se comprobó el efecto de la hormona tiroidea sobre los niveles de 2,3-BPG. El resultado fue que el Hipertiroidismo modula en vivo el contenido de 2,3-BPG en los eritrocitos por los cambios en la expresión de la fosfoglicerato mutasa (PGM) y la sintetasa de 2,3-BPG. 

Este resultado muestra que el aumento en el contenido de 2,3-BPG de los eritrocitos observados en el hipertiroidismo no depende de ninguna variación en la tasa de hemoglobina circulante, sino que parece ser una consecuencia directa del efecto estimulante de las hormonas tiroideas a la actividad eritrocitaria en la glicolisis.[5]

Anemia por déficit de hierro[editar]

Se necesita de este elemento (hierro) para la síntesis del 2,3-BPG. Su concentración disminuye en dicha enfermedad (anemia) y la hemoglobina se une fuertemente al oxígeno, haciendo que la liberación del oxígeno en los tejidos sea más dificultosa.[6]

Enfermedades respiratorias crónicas[editar]

Se han encontrado relación entre los niveles bajos de 2,3-BPG con la aparición de edema pulmonar de gran altitud.

Hemodiálisis[editar]

En 1998 se realizó un estudio en el que se analizó durante el proceso de hemodiálisis la concentración de 2,3-BPG en los eritrocitos. Lo normal sería un aumento de los niveles de 2,3-BPG para contrarrestar la hipoxia que se observa con frecuencia en este proceso. Sin embargo, los resultados mostraron una relación de 2,3-BPG / HB4disminuido.[7]

Referencias[editar]

  1. Muller-esterl,W. "Biochemistry: "Fundamentals Of Medicine And The Science Of Life (2nd ed.)". Reverté, 2008. ISBN 84-291-7393-5.
  2. Muller-esterl,W. "Biochemistry: "Fundamentals Of Medicine And The Science Of Life (2nd ed.)". Reverté, 2008. ISBN 84-291-7393-5.
  3. Nelson, David L.; Cox, Michael M.; Lehninger, Albert L. "Principles of Biochemistry (4th ed)". W.H. Freeman, 2005. ISBN 978071674339.
  4. Rodak. "Hematology. Clinical principles and applications (2nd ed.)" Elsevier Science, Philadelphia, 2003 ISBN 950-06-1876-1.
  5. Anales de la Real Academia Nacional de Medicina (cuaderno cuarto)". ISSN: 0034-0634
  6. Anales de la Real Academia Nacional de Medicina (cuaderno cuarto)". ISSN: 0034-0634
  7. http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=53516744011