Dossier

Bioquímica Veterinaria

DOSSIER

METABOLISMO DE MOLECULAS ORGANICAS

Carolien Rutgers; Vincent Biourge

Carbohidratos – El hígado participa en el mantenimiento de la glucemia ya que es el principal órgano encargado de almacenar la glucosa (en forma de glucógeno) y de liberarla durante el ayuno (mediante la glucogenolisis). Una alteración hepática provoca una depleción más rápida de la reserva hepática de glucógeno. Las necesidades de glucosa se cubren a través del catabolismo de las proteínas musculares hacia aminoácidos. Esto favorece la pérdida muscular y aumenta la carga nitrogenada, lo que puede potenciar una hiperamonemia y una EH (Bauer, 1996). Cuando existe una alteración hepática aguda grave, puede producirse una hipoglucemia en ayunas si el almacenamiento de glucógeno o la gluconeogénesis están alterados. Por el contrario, una ligera hiperglucemia puede producirse en caso de cirrosis, debido a la reducción del aclaramiento hepático de los glucocorticosteroides.

Lípidos – El hígado tiene una función esencial en la síntesis, oxidación y transporte de los

lípidos. Una alteración hepática estimula la lipolisis con el fin de generar ácidos grasos para producir energía, lo que se traduce en un descenso de las reservas de grasas, al mismo tiempo que la tasa de oxidación hepática de los ácidos grasos aumenta (Bauer, 1996). A través de la síntesis de los ácidos biliares y la secreción de la bilis, el hígado desempeña un importante papel en la digestión y absorción de los lípidos y las vitaminas liposolubles (A, D, E, K). Sin embargo, la mala absorción de la materia grasa no es algo sistemático en caso de alteración hepática, ya que algunos triglicéridos de los alimentos pueden seguir siendo absorbidos en ausencia total de ácidos biliares (Gallagher et al., 1965). Únicamente en caso de colestasis grave la disponibilidad reducida de ácidos biliares a nivel intestinal provoca una mala absorción de las materias grasas, de las vitaminas liposolubles y de ciertos minerales.

El hígado es el principal órgano en el que se sintetiza el colesterol. Se puede observar una hipocolesterolemia en caso de insuficiencia hepática aguda y de shunt portosistémico, mientras que la hipercolesterolemia es más frecuente si existe ictericia obstructiva.

Proteínas – El hígado desempeña un papel esencial en la síntesis y la degradación de las proteínas. Controla las concentraciones séricas de la mayoría de los aminoácidos, a excepción de los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) que son regulados por el músculo estriado. El hígado sintetiza la mayor parte de las proteínas plasmáticas circulantes, es el único lugar donde se sintetiza la albúmina. La síntesis de la albúmina es una función prioritaria. La hipoalbuminemia no se produce salvo en casos de enfermedad crónica y de malnutrición.

El hígado sintetiza la mayoría de los factores de coagulación. En caso de insuficiencia hepática, si los factores se reducen a menos del 30% de su concentración normal, se puede alargar el tiempo de coagulación ( PT, PTT). La coagulación intravascular diseminada (CID) es la coagulopatía más frecuentemente asociada a una alteración hepática y la más susceptible de provocar una hemorragia espontánea (Center, 1999b). Un mayor tiempo de coagulación puede explicarse por la reducción de la absorción de la vitamina K en caso de obstrucción biliar crónica. Este déficit puede corregirse con la admi-

nistración parenteral de vitamina K1.

En caso de alteración aguda, las proteínas funcionales de los músculos estriados y de otros tejidos se catabolizan para responder a la necesidad de sintetizar proteínas de defensa. Si existe insuficiencia hepática crónica, la etiología del estado catabólico es multifactorial (Mizock, 1999). Las concentraciones plasmáticas de aminoácidos aromáticos (AAA) se incrementan debido a un aumento de la liberación periférica y a una disminución del aclaramiento hepático, pero los niveles de AACR se reducen al usarlos el músculo en mayor medida como fuente de energía. Este desequilibrio entre los AAA y los AACR se ha visto implicado en la patogenia de la EH pero, actualmente, su importancia está siendo cuestionada (Mizock, 1999).

Metabolismo de los micronutrientes

> Vitaminas

El hígado almacena numerosas vitaminas y las convierte en sus formas metabólicamente activas. Por lo tanto, una insuficiencia hepática conlleva una deficiencia vitamínica, por ejemplo de vitaminas del grupo B. El riesgo de déficit se intensifica debido a un aumento de la demanda de regeneración de los hepatocitos, a una activación metabólica reducida y a un aumento de las pérdidas urinarias. La carencia de vitaminas del grupo B es frecuente en personas que padecen alteraciónes hepáticas y es probable que también suceda en el perro. El perro sintetiza la vitamina C, pero no la almacena. Esta síntesis puede verse afectada afectada en caso de insuficiencia hepática (Center, 1996a).

La carencia de vitaminas liposolubles A, D, E y K puede producirse en cualquier afección que altere el ciclo enterohepático de los ácidos biliares o a la absorción de las grasas. Las carencias de las vitaminas E y K tienen importantes consecuencias. La vitamina E es un antioxidante importante que protege las lipoproteínas y las membranas celulares de la peroxidación lipídica. Un déficit de vitamina E, frecuente en caso de insuficiencia hepática crónica (Sokol, 1994), acentúa la sensibilidad al estrés oxidativo, lo que agrava las lesiones hepáticas en curso. La deficiencia de vitamina K se reconoce mejor en los perros, ya que se desarrolla rápidamente y se detecta fácilmente con la medida de los tiempos de coagulación (Leveille-Webster, 2000).

> Minerales y oligoelementos

El hierro, el zinc y el cobre son los principales oligoelementos almacenados en el hígado. Tanto el hierro como el cobre pueden ser hepatotóxicos en dosis elevadas, pero tan sólo el cobre parece tener un potencial hepatotóxico en el perro. El hígado desempeña un papel fundamental en la homeostasis del cobre, ya que capta la mayor parte del cobre absorbido y regula la cantidad que se retiene para controlar su excreción a través de las vías biliares. El cobre puede acumularse en el hígado debido a un déficit metabólico primario o secundariamente a una disminución de la excreción hepática del cobre asociada a una colestasis de larga duración (Thornburg, 2000). Un perro que presente un trastorno primario del almacenamiento del cobre, lo acumulará en el hígado antes de desarrollar una lesión hepática o una colestasis. Una acumulación hepática excesiva de cobre en el Bedlington Terrier se traduce en lesiones mitocondriales, en la producción de radicales libres y en lesiones hepatocelulares (Sokol et al., 1994).

El zinc es un cofactor esencial en numerosos procesos biológicos. Tiene efecto antioxidante, posee propiedades antifibróticas y estimula la síntesis de urea (Dhawan y Goel, 1995; Marchesini et al., 1996). El manganeso es otro oligoelemento dotado de propiedades antioxidantes que puede ser deficitario en caso de cirrosis.

Vitaminas

> Vitaminas del grupo B

El aporte de vitaminas del grupo B suele doblarse de manera empírica basándose en las recomendaciones hechas para las personas con alteración hepática.

> Vitamina C

La dieta debe contener niveles adecuados de vitamina C para compensar la disminución de su síntesis y beneficiarse de sus propiedades antioxidantes. La mayor parte de los alimentos preparados contienen suficiente cantidad de esta vitamina y un suplemento sólo está justificado cuando existe una malabsorción severa de las grasas (Laflamme, 1999).

En el caso de los perros que padezcan una acumulación hepática de cobre deben evitarse dosis muy elevadas de vitamina C porque esta suplementación podría favorecer la oxidación en presencia de concentraciones elevadas de metales pesados (Sokol, 1996).

> Vitamina E

La vitamina E es un importante antirradical endógeno que protege de los ataques oxidativos. Las lesiones oxidativas desempeñan un importante papel en el desarrollo de las hepatopatías. Las anomalías de la concentración de ácidos biliares, la acumulación de metales pesados como el cobre y el hierro y las inflamaciones en general son el origen del incremento de la producción de radicales libres y del estrés oxidativo. Un suplemento de vitamina E (entre 400 y 600 UI/día) está particularmente indicado en caso de alteración hepática colestática o de alteración asociada al cobre, pero probablemente es igual de importante en otras formas de insuficiencia hepática crónica.

En caso de colestasis grave es preferible la administración parenteral o una forma oral hidrosoluble porque se necesitan unos niveles mínimos de ácidos biliares en el intestino

para que pueda ser absorbida.

> Vitamina K

Una deficiencia de vitamina K se produce sobre todo en los trastornos colestáticos, aunque la vitamina K puede igualmente presentar una disminución en caso de una alteración hepática crónica grave. La deficiencia vitamínica se manifiesta con tiempos de coagulación prolongados, volviendo a la normalidad tras la administración parenteral de vitamina K1. Las coagulopatías secundarias a una deficiencia de vitamina K deben tratarse con dos o tres dosis de vitamina K1 (entre 0,5 y 1,0 mg/kg por vía subcutánea cada 12 horas). Se puede administrar la misma dosis cada dos semanas o una vez al mes cuando existan trastornos crónicos en los que se requiera una administración continuada de vitamina K.

LOS CARBOHIDRATOS EN LA ALIMENTACION ANIMAL

TRIOSAS (C3) - TETROSAS (C4)

Las triosas son monosacáridos formados por una cadena de tres átomos de carbono. Su fórmula empírica es C3H6O3. Dos triosas son productos intermediarios cruciales en el metabolismo de la glucosa en el ciclo glicolítico; estas son el gliceraldehído (glicerosa) y la dihidroxiacetona. Como en los demás monosacáridos, en las triosas aparecen los grupos cetónicos y aldehídicos, también llamados funciones. Si llevan la función cetona se les nombra añadiendo el prefijo ceto- y si llevan el grupo aldehído aldo-, de modo que los compuestos se llamarían aldotriosa (o gliceraldehído) y cetotriosa (dihidroxiacetona). 

Las tetrosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de cuatro átomos de carbono. Hay dos, según la posición del grupo funcional aldehído: D-eritrosa y D-treosa.

PENTOSAS (C5)

Las pentosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de cinco átomos de carbono. Como en los demás monosacáridos aparecen en su estructura los grupos alcohólicos (OH). Además, también pueden llevar grupos cetónicos o aldehídicos. La fórmula general de las pentosas es C5H1005.

La ribosa es uno de los componentes de los nucleótidos que constituyen el ácido ribonucleico (ARN). Se encuentra también en la riboflavina o vitamina B2 y en la molécula de trifosfato de adenosina (ATP). La ribosa es un sólido que cristaliza en forma de láminas. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. Se encuentra en todas las células de los animales vivientes, además la D-ribosa (aldosa) y la D-xilulosa (cetona) participan en el ciclo del fosfogluconato. 

Pequeñas cantidades de D-xilosa están presentes en forma libre en ciruelas, cerezas y uvas, la arabinosa se encuentra en el corazón de maderas, por lo tanto se la encuentra en la goma.

La xilosa se puede producir por hidrólisis de heno, paja, cáscara de avena, diversas maderas y en forma especial, de las mazorcas de maíz. Las pentosas libres constituyen una parte muy pequeña de la dieta animal; sin embargo forman una parte significativa de la provisión energética para los animales.

HEXOSAS (C6)

Las hexosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de seis átomos de carbono. Su fórmula general es C6H12O6. Su principal función es producir energía. Un gramo de cualquier hexosa produce unas 4 kilocalorías de energía. Las más importantes desde el punto de vista biológico son: glucosa, galactosa y fructosa.

Comprenden un grupo de azúcares, muchos de los cuales juegan un papel en la nutrición, ya sea como componentes de los alimentos o como producto del metabolismo. Las hexosas también se dividen en aldosas y cetosas, de acuerdo con su contenido de grupos aldehídos o cetonas, denominándose por esto como azúcares recductores.

Glucosa.- Llamada también dextrosa en razón de sus propiedades dextrorotatorias, de fórmula C6H12O6, es el más abundante y fisiológicamente más importante de los monosacáridos, es el principal combustible utilizado por las células. Se la encuentra libre en frutos maduros y también en la sangre y humores orgánicos de los vertebrados. La unión de muchas moléculas de glucosa forma polisacáridos como el almidón, la celulosa, el glucógeno, etc. La glucosa también forma parte de disacáridos de interés como la sacarosa y la lactosa. El nombre alternativo azúcar de uva proviene de la presencia de glucosa en las uvas.

La glucosa se encuentra en la naturaleza en su forma D-, tiene distribución muy amplia en frutas y en la savia de las plantas, constituyendo el 40% del azúcar de la miel. Es la molécula básica para la síntesis del almidón y celulosa, reproduce en forma comercial por la hidrólisis del almidón de maíz.

Es de importancia particular en la nutrición, ya que forma la mayor parte de los productos finales de la digestión de carbohidratos en los animales no rumiantes, a sí mismo constituye la fuente primordial de energía que se encuentra en la sangre circulante de todos los mamíferos. 

La glucosa existe en forma de anillo de piranosa, se observa a la vez el tipo α y β, dependiendo de la posición del H- y OH- en el átomo  de carbono número 1, la formación alfa es el precursor del almidón y del glucógeno, en tanto que la beta lo es para la celulosa.

Galactosa.-  Es una aldohexosa que se encuentra en la leche, asociada a la glucosa forma el disacárido lactosa ó azúcar de leche. La galactosa es menos dulce que la glucosa. Ciertos compuestos de la galactosa, los galactósidos, se encuentran en el cerebro y tejido nervioso. Este azúcar es sintetizado por los animales, también se encuentra en las verduras y en una amplia variedad de gomas. 

Fructosa.- También denominada levulosa o azúcar de las frutas. Monosacárido cuya fórmula química es C6H12O6, que aparece junto con la glucosa en las frutas dulces, los jugos de fruta y en la miel. Tiene mayor poder edulcorante que la glucosa. Combinada con esta forma la sacarosa ó azúcar de caña, es la única cetohexosa importante en la naturaleza.

Manosa.- Es una aldohexosa que se encuentra formando parte de oligosacáridos constituyentes de la porción glucídica de muchas glucoproteínas en organismos animales. También se la obtiene por hidrólisis de ciertos polisacáridos vegetales (mananos).

Monosacáridos de importancia fisiológica

     PENTOSAS

Azúcar	Fuente	Importancia bioquímica
D-Ribosa	Ácidos Nucleicos	Elementos estructurales de los ácidos nucleicos y de las coenzimas como: ATP, NAD, NADP, flavoproteinas.
D-Ribulosa	Formada en los procesos metabólicos	El fosfato de la ribulosa es un intermediario en la vía de la pentosa fosfato.
D-Arabinosa	Goma arábiga, gomas de la ciruela y de la cereza	Constituyente de glucoproteinas.
D-Xilosa	Gomas vegetales, peptidoglucanos y glucosaminoglucanos	Constituyente de glucoproteinas.
D-Lixosa	Músculo cardiaco	En un constituyente de una lixoflavina la cual ha sido aislada del músculo cardiaco humano.
L-Xilulosa		Intermediario en la vía del ácido urónico.

HEXOSAS

Azúcar	Fuente	Importancia bioquímica
D-Glucosa	Jugos de frutas, hidrólisis del almidón, el azúcar de caña, la maltosa y la lactosa	Constituye el azúcar del organismo. Es el azúcar que transporta la sangre y el que principalmente usan los tejidos.
D-Fructosa	Jugo de frutas, miel, hidrólisis del azúcar de caña	El hígado y el intestino pueden  convertirla en glucosa  y en esta forma la usa el organismo.
D-Galactosa	Hidrólisis de la Lactosa. Leche	El hígado puede convertirla en glucosa. Se sintetiza en las glándulas mamarias=lactosa de la leche. Constituyente de los glucolípidos y glucoproteínas.