Nuevas estrategias terapéuticas en la síntesis endógena de colágeno

La importancia del colágeno

Aproximadamente, entre el 25 y el 35% de las proteínas del cuerpo son colágeno. Desde hace años se sabe que con el paso del tiempo perdemos colágeno y se ha identiicado la intensidad de esta pérdida con una mayor velocidad de envejecimiento, con una mayor incidencia sobre la pérdida de cartílago en las articulaciones, y también sobre la pérdida de tersura de la piel.

El tratamiento tradicional se ha basado en preparados a base de cartílago de tiburón, colágeno e hidrolizados de colágeno, o tratamientos con glucosamina o condroitina, entre otros. Todos ellos han sido sometidos a exhaustivos estudios clínicos, que no han sido capaces de concluir si son eicaces o no, para incrementar la síntesis de colágeno.

Recientes estudios sobre nuestro metabolismo de los aminoácidos, han aportado luz a este problema, ya que se ha descubierto que a la lista de aminoácidos esenciales (los que no somos capaces de sintetizar y debemos tomar con la dieta) había que añadir algunos otros, debido a que no somos capaces de sintetizarlos en la cantidad que precisamos para cubrir nuestras necesidades de biosíntesis proteica.

La biosíntesis del colágeno: los precursores

El colágeno tipo 1 está compuesto por un 33% de glicina, 13% de prolina, 9% 4-hidroxiprolina , 0,6% 5-hidroxilisina 0,6%, y otros de menos relevancia estructural.

El aminoácido limitante en la formación de colágeno es la glicina. La glicina es un aminoácido muy importante para la síntesis de esta proteina puesto que por su pequeño tamaño le permite adoptar la estructura en hélice alfa, y por esto cada 3 posiciones de la cadena peptídica encontramos una glicina.
De este aminoácido tenemos unas necesidades diarias de unos 15 o 16 gramos, ya que participa en la síntesis de diferentes sustancias además del colágeno, como las purinas, el glutatión, o su propia utilización como neurotransmisor. Sin embargo, se ha visto que entre la síntesis endógena y el aporte de una nutrición estándar, estamos cubriendo tan sólo unos 6 gramos. Por lo tanto, tenemos un déicit de unos 10 gramos al día, que deberíamos aportar mediante suplementos (1,2).
En principio, la carencia de glicina puede manifestarse provocando una debilidad funcional en cualquiera de los procesos que usan este aminoácido. Puesto que la síntesis de colágeno es el proceso donde más se necesita, ése es el punto más probable en donde podría repercutir su carencia, pero también pueden resentirse otros procesos, como, por ejemplo, la síntesis de poririnas o de sales biliares, e incluso de creatina (1)

La lisina, además de ser una aminoácido esencial, es muy importante en el mantenimiento estructural del colágeno. En su forma hidroxilada, gracias a la enzima lisina hidroxilasa, coniere estabildad a la triple hélice de colágeno, ya que forma enlaces de hidrógeno entre las diferentes cadenas. Es importante tener
en cuenta que algunos residuos poseen hidratos de carbono unidos de forma covalente (las unidades de hidratos de carbono más frecuentes son disacáridos de glucosa más galactosa,), que se unen al colágeno gracias al grupo hidroxilo de la hidroxilisina. La función de estos disacáridos es todavía desconocida, pero podría tener como objetivo la ordenación de las microibrillas. (1).
La prolina, al igual que la lisina, una vez incorporada a la proteína sufre una hidroxilación, que le permitirá establecer puentes de hidrógeno que estabilizan y consolidan la triple hélice del colágeno. Sin embargo, en estudios in vitro con ibroblastos se ha observado que la síntesis colagénica no se incrementa signiicativamente con la adicción de prolina.(1,3).

Otro aminoácido importante en la síntesis de colágeno, es sin duda la arginina. Este aminoácido no es considerado como esencial, pero diferentes estudios han desarrollado la idea de que si lo es por una cuestión de imposibilidad biofísica.
La idea clásica de la formación de arginina gracias a la ruta de la urea, nos llevaría a pensar que al ser una ruta muy activa, los niveles de arginina son fáciles de asegurar. Sin embargo, la ruta de urea no es tan sencilla como lo muestran los textos básicos, donde los productos se mueven por difusión libre en el medio. Si eso fuera cierto, los intermediarios (incluida la arginina) podrían desviarse hacia otros destinos, pero a inales de los años 80 se demostró que no era así; la arginina se queda atrapada en el ciclo de la urea con el in de mejorar el rendimiento cinético de esta ruta, que es una de las más activas del metabolismo. La consecuencia resultante de esta mejora cinética es que, al perder la arginina la comunicación con las rutas exteriores, la ruta de la urea ha dejado de cumplir su primitiva función, que era la síntesis de arginina. (1,5)

La maduración de la matriz colagénica

El ácido ascórbico (vitamina C), además de actuar como un potente antioxidante, es esencial para la formación normal del colágeno, debido a que es un cofactor de la prolina hidroxilasa y la lisina hidroxilasa, que catalizan la conversión de prolina en 4-hidroxiprolina y de lisina en 5-hidroxilisina,
respectivamente. Estas enzimas requieren hierro para catalizar la hidroxilación de estos residuos en el colágeno. (1,3)
La función del ácido ascórbico es proveer electrones para mantener en su estado ferroso al hierro que se encuentra en el sitio catalítico de las hidroxilasas y de esta forma estimular a la enzima.
Una número muy amplio de estudios científicos han de mostrado que el magnesio es un elemento de reconocida importancia en la síntesis de proteínas. El silicio también es importante para estabilizar la triple hélice de colágeno mediante el establecimiento de enlaces con grupos hidroxilo de las ibras (4). De esta manera se consiguen unas ibras de colágeno más resistentes.