CEREBRO y GLUTATION

Articulo de investigacion realizado en la Universidad de Roma en Agosto de 2011.

La traduccion de un fragmento del mismo se presenta a continuacion.

El glutation es un guardian crucial de la integridad de las proteinas en el cerebro debido a un desbalance del oxido nitrico.
Autores: Katia Aquilano, Sara Baldelli, Maria Rosa Ciriolo1
Departamento de Biologia de la Universidad de Roma “Tor Vergata”; 2IRCCS San Raffaele “La Pisana”; Roma, Italia

El glutation es considerado mayormente un antioxidante no enzimatico que sirve para modular el estado redox (reduccion-oxidacion) de tiols proteinicos, desintoxicacion y directa eliminacion de la actividad de oxiradicales.

Dentro de las celulas, el glutation tambien tiene el papel de regular el flujo de oxido nitrico (ON), que en el sistema nervioso es fisiologicamente un importante neuromodulador y neurotransmisor. Sin embargo, este papel del glutation en la modulacion de la toxicidad del oxido nitrico es considerado muchas veces sin mucha importancia. Recientemente, hemos refutado esta aseveracion ya que hemos demostrado que una caida en los niveles de glutation dispara un desbalance severo de oxido nitrico, que es la causa principal de la muerte neuronal.

Hemos reportado que aun una caida pequeña en el glutation en el cerebro de ratones causa la nitracion de proteinas que se revierte con la produccion de oxido nitrico.

Esta evidencia indica que un desbalance del oxido nitrico y sus señales asociadas observadas en las enfermedades neurodegenerativas son consecuencia de una caida progresiva de los niveles de glutation.

En esencia, observamos que la inhibicion quimica de la sintesis de glutation produce un daño al ADN y proteinas, asi como la muerte celular en neuroblastomas y neuronas corticales primarias. Estos resultados indican que nulificar los efectos toxicos del oxido nitrico representa un papel principal del glutation en las celulas neuronales.

El glutatión en la homeostasis del cerebro

La homeostasis se define como el equilibrio de todos los sistemas del cuerpo gracias a constantes cambios que mantienen al todo en un estado sano. Esto se logra mediante la adaptacion de los organismos vivos a los cambios internos y externos.

El siguiente articulo que puede consultarse completo en su idioma original en:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3382959/

Fue publicado en la Libreria Nacional Medica de E.U. en Junio de 2012 y en el se hace referencia a la importancia del glutation en la homeostasis o equilibrio y adaptacion del cerebro. Esta investigacion fue realizada por investigadores del Departamento de Fisiologia Celular y Molecular, del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad del Estado de Louisiana en E.U.

A continuacion se presenta la traduccion del resumen de este articulo.

El glutation en la biologia y patobiologia endotelial microvascular del cerebro: Implicaciones para la homeostasis cerebral.
Autores: Li W, Busu C, Circu ML, Aw TY.


Departamento de Fisiologia Celular y Molecular, del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad del Estado de Louisiana, Shreveport, LA 71130-3932, E.U.

La integridad del endotelio vascular de la barrera hematoencefalica (BHE) es central en la homeostasis cerebrovascular. Dada la funcion de la BHE como una barrera metabolica y fisica que almacena el ambiente sistemico, el daño oxidativo a la capa simple del endotelio tendra un impacto significativo en las funciones metabolicas, inmunologicas y neurologicas del cerebro.

El glutation (GSH) es un tiol mayor dentro de las celulas de los mamiferos que juega un papel muy importante en la defensa antioxidante, la reduccion de las reacciones al oxigeno en las funciones metabolicas, y las señales redox. El glutation da soporte de una manera elegante a la regulacion redox de los procesos metabolicos, incluyendo aquellos que controlan el destino celular.

El control homeostatico dependiente del glutation de las funciones neurovasculares ha sido poco explorado. Significativamente, la regulacion del glutation de 2 aspectos de la funcion endotelial es de suma importancia para la preservacion de la barrera, la proteccion del GSH contra el daño de celulas endoteliales por oxidacion y el control de la proliferacion de las celulas despues del daño en la biologia y patobiologia microvascular con un enfoque especial en el glutation endotelial y la integridad vascular, la ruptura por oxidacion de la barrera endotelial, la regulacion del glutation de la proliferacion celular endotelial, y las implicaciones patologicas de la ruptura del glutation en desordenes asociados al estres oxidativo, como la diabetes y el ataque cardiaco.

La nocion de que la proliferacion y creciiento celular puede ser relevante en los procesos biologicos en la reparacion del daño endotelial sugiere nuevas rutas para una investigacion futura en la biologia del endotelio. De manera importante, el entendimiento del control del glutation de la proliferacion endotelial celular bajo diferentes condiciones de oxidacion y niveles de glutation en plasma expandira nuestra perspectiva para el desarrollo futuro de estrategias terapeuticas.

Apuntando a la restauracion del endotelio despues de un daño oxidativo en el tejido es clinicamente relevante en desordenes neurovasculares en casos de diabetes y ataque cardiaco y adicionalmente puede tener implicaciones enormes para desordenes neurologicos tambien.

Nuestro cerebro moriría sin glutation, esto provoca daño mitocondrial

Una deficiencia de glutation lleva a un daño mitocondrial en el cerebro.

Desde hace mucho ha sido conocido que la mitocondria produce peroxido de hidrogeno. Varios posibles caminos pueden ser utilizados para el desecho de este peroxido de hidrogeno, sin embargo, las reacciones dependientes del glutation son claramente de mayor importancia en reducir el peroxido de hidrogeno en la mitocondria.

Los descubrimientos encontrados en experimentos con animales ofrecen un modelo para enfermedades humanas en las cuales la sintesis de glutation es deficiente. Pacientes con estas condiciones tipicamente tienen sintomas y señales de disfunciones del sistema nervioso y el cerebro.

Estos descubrimientos son relevantes para ciertos recien nacidos, especialmente los prematuros, quienes exhiben generalmente una deficiencia de trans-sulfuracion, el proceso por el cual un atomo de sulfuro de metionina es utilizado en la sintesis de cisteina.

Bajo estas condiciones, la cisteina se vuelve un nutriente esencial. Comunmente las terapias de alimentacion intravenosa no incluyen cisteina, haciendola mas escasa en el cuerpo y con ello bajando los niveles de glutation, ya que se utiliza la cisteina para su produccion.

La inhibicion en la sintesis de glutation en los recien nacidos es frecuentemente fatal, sugiriendo que el glutation es crucial para el metabolismo.

¿Que es la mitocondria?

En la biologia celular, la mitocondria es una membrana encontrada en la mayoria de las celulas eucariotas. Estos organelos van de los 0.5 a los 10 micrometros en diametro. La mitocondria son algunas veces descritas como “las plantas de energia de la celula” porque generan la mayor cantidad de energia de la celula, Adicionalmente a generar energia celular, la mitocondria esta relacionada con otro gran rango de procesos, como la señalizacion, diferenciacion celular, muerte celular, asi como el control de los ciclos celulares y el creciiento celular. La mitocondria ha sido implicada en muchas enfermedades humanas, incluyendo desordenes mitocondriales y disfunciones cardiacas, y puede jugar un papel fundamental en el proceso de envejecimiento.

¿Que es el daño mitocondrial?

El tema del daño mitocondrial esta ganando mas y mas atencion de la comunidad cientifica como un efecto secundario potencial de la medicacion en VIH. Para ponerlo de forma sencilla, la mitocondria son fabricas de energia de la celula, dentro de cada celula responsables de producir el 90% de la energia de la celula para mantenerse funcionando. El numero de mitocondrias en una celula en particular esta basada en la energia que necesita y puede estar entre 200 y 2000.

Todos necesitamos el glutation para muchas funciones en nuestro cuerpo y si no lo promoporcionamos en cantidades suficientes puede comenzar a ocasionar daño mitocondrial y falla en otros sistemas del cuerpo.

Metabolismo y funciones del glutatión en el cerebro

Este es una publicacion basada en un articulo publicado en la Libreria Nacional de publicaciones medicas de E.U. disponible en inglés en el siguiente enlace:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10880854

El resumen del articulo en español se presenta a continuacion:

Metabolismo y funciones del glutation en el cerebro.


Autor: Dringen R.


Instituto de Fisiologia quimica de la Universidad de Tübingen, Alemania

El tripeptido glutation es un compuesto presente en altas concentraciones en la celulas de todos los organos. El glutation tiene muchas funciones fisiologicas incluyendo la defensa contra las especies reactivas al oxigeno (radicales libres). Las celulas del cerebro humano consumen cerca del 20% del oxigeno utilizado por el cuerpo pero constituyen solo el 2% del peso del cuerpo. Consecuentemente, los radicales libres que estan costantemente generandose durante el metabolismo oxidativo se generaran el altas cantidades en el cerebro. Asi, la desintoxidacion de estos radicales libres es una tarea esencial dentro del cerebro y el papel del glutation como antioxidante en estos procesos es sumamente importante.

El enfoque principal de este articulo es el presentar recientes resultados del metabolismo del glutation de diferentes tipos de celulas cerebrales. El contenido de glutation en celulas cerebrales depende fuertemente de la disponibilidad de precursores de glutation. Diferentes tipo de celulas cerebrales prefieren distintos precursores extracelulares de glutation.

El glutation esta involucrado en la desintoxicacion de peroxidos de las celulas cerebrales y la proteccion contra los radicales libres. En celulas en un cultivo astroglial protege a otras celulas neurales contra la toxicidad de varios compuestos. Un mecanismo para esta interaccion es el suplir a las celulas astrogliales de precursores de glutation.

Recientes resultados confirman el importante papel de los astrocitos en el metabolismo del glutation y la defensa contra los radicales libres en el cerebro.

Estos resultados sugieren un involucramiento de el sistema de glutation en el control del estres oxidativo reportado en muchos desordenes neuronales.

El glutatión, la defensa antioxidante del cerebro

Los radicales libres y oxiradicales juegan un rol muy importante en la progresion de desordenes cerebrales como una lesion, una enfermedad neurodegenerativa, la esquizofrenia y el Sindrome de Down.

El glutation en el maestro antioxidante, y juega un rol protector sumamente importante en nuestro cerebro. De acuerdo al Dr. Jimmy Gutman, “El cerebro es particularmente suceptible a los ataques de radicales libres porque genera mas productos oxidativos por gramo que cualquier otro organo”.

Muchas enfermedades neurologicas y psiquiatricas estan caracterizadas por anormalidades en el metabolismo del glutation y las defensas antioxidantes. La generacion de daño oxidativo es un de las causas mas importantes de la muerte de neuronas.

Los quimicos causan toxicidad a ciertas celulas cerebrales y son conocidos por bajar los niveles de glutation al ser utilizado para desintoxicar de estos al cerebro, pero esto hace mas vulnerable al cerebro al estres oxidativo.

Lesiones cerebrales y el glutation.

Investigadores en el Hospital de Niños de Pittsburg han encontrado que hombres y mujeres responden de manera distinta a las lesiones cerebrales. En modelos animales, los niveles de glutation permanecen constantes en mujeres que han sufrido una lesion cerebral, pero puede caerse hasta un 20% en pacientes masculinos.

Cuando los niveles se caen, las celulas cerebrales mueren rapidamente. Esto sugiere que los hombres con lesiones en el cerebro pueden requerir de tratamientos adicionales distintos a las mujeres.

Desordenes cerebrales y el glutation.

Investigadores en genetica han encontrado que el gen S-transferasa glutation controla el desarrollo de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson y determina, no si tendremos la enfermedad, sino cuando. Este gen ha sido relacionado anteriormente en pacientes con Parkinson que utilizaba pesticidas.

Depresion, trastorno bipolar y glutation.

El glutation es el mas poderoso desintoxicador de nuestro cuerpo. Muchas enfermedades de orden psicologico han sido relacionadas con niveles bajos de glutation debido a problemas de intoxicacion a nivel cerebral. Elevar los niveles de glutation puede tener resultados positivos en pacientes con estos problemas neurologicos y niños con Deficit de Atencion e Hiperactividad.

El Alzheimer y el glutation.

Los radicales libres y el daño oxidativo en las neuronas es la causa primaria del desarrollo del Alzheimer. La acumulacion de placa en el cerebro incrementa la produccion de radicales libres o estres oxidativo, que ha sido ligado a esta enfermedad.

Precursores de glutation pueden prevenir la muerte neuronal en esta enfermedad, mientras que sustancias que bajan los niveles de glutation incrementan la muerte neuronal.

Para las personas no predispuestas geneticamente al Alzheimer, el colesterol y la homocisteina han sido ligados a la posibilidad de desarrollar la enfermedad. Estudios demuestran que hay una relacion directa entre la cantidad de homocisteina y el avance de la enfermedad, mientras mas alta, mas avanzada esta la enfermedad, asi mismo obtuvieron una relacion con los niveles de glutation, mientras mas altos, menor el grado de avance de la enfermedad.

Glutation y desordenes del comportamiento.

Estudios han demostrado que medicamentos para la epilepsia y el trastorno bipolar como el Valproate, afecta la produccion de glutation. Otro elemento utilizado mucho en estos casos es el Litio (usado en trastorno maniaco-depresivo), se ha demostrado tambien una liga con los niveles de glutation. Esto ha llevado a suponer que el glutation tiene un efecto en la salud general incluyendo desordenes del comportamiento como la depresion y la ansiedad.

Consumo de alcohol y el glutation.

El abuso del alcohol produce muerte cerebral, un nuevo estudio en ratas demostro que el consumo de alcohol produce menos reproduccion celular en el cerebro y con ello un daño mayor. Pero las ratas que tomaron precursores de glutation no mostraron decremento en su funcion cerebral aun bajo el consumo del alcohol.