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Glicina-prolina cíclica

La glicina-prolina cíclica ( cGP ) es un péptido neuroactivo pequeño que pertenece a un grupo de 2,5-dicetopiperazinas bioactivas (2,5-DKP) y también se conoce como ciclo-glicina-prolina. La cGP es un compuesto natural neutro y estable y es endógeno del cuerpo humano; se encuentra en el plasma humano, la leche materna y el líquido cefalorraquídeo. Las DKP son compuestos bioactivos que se encuentran a menudo en los alimentos. Los dipéptidos cíclicos como la 2,5 DKP se forman por la ciclización de dos aminoácidos de péptidos lineales producidos en alimentos calentados o fermentados. [1] La bioactividad de la cGP es una propiedad de los alimentos funcionales y está presente en varias matrices de alimentos, incluidas las grosellas negras. [2]

El cGP es un metabolito de la hormona factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1). Tiene una estructura cíclica, naturaleza lipofílica y es enzimáticamente estable, lo que lo convierte en un candidato más favorable para manipular el proceso de unión-liberación entre el IGF-1 y su proteína de unión, normalizando así la función del IGF-1. [3]

Familia IGF-1

El factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1) es una hormona que es estructuralmente muy similar a la insulina y media los efectos de la hormona del crecimiento (GH), afectando así el metabolismo, la regeneración y el desarrollo general. [4] La vía de señalización GH-IGF-1 es crucial en el proceso de remodelación vascular y angiogénesis, es decir, el proceso de construcción de nuevos vasos sanguíneos y, por lo tanto, ayuda a mantener la circulación sanguínea en el cuerpo. [5] [6] En el cerebro, el IGF-1 es abundante en varias células y regiones y la investigación a lo largo de los años sugiere un papel imperativo de la actividad del IGF-1 en el desarrollo neurológico, lo que lo hace crítico en el aprendizaje y la memoria. [7]

La familia IGF-1 comprende

Las aplicaciones terapéuticas del IGF-1 son limitadas debido a su escasa captación central y a sus posibles efectos secundarios. El IGF-1 que no está unido a su proteína de unión tiene una vida media muy corta y es escindido por enzimas para formar el tripéptido glicina-prolina-glutamato (GPE). Sin embargo, la inestabilidad enzimática del GPE, con una vida media plasmática de menos de 4 minutos, se escinde aún más para producir el producto final, glicina-prolina cíclica (cGP). [3] [7] [8]

Papel biológico del cGP

La producción hepática de IGF-1 está controlada por el eje hormona de crecimiento (GH)-IGF-1. [9] La mayor parte del IGF-1 circulante no está biodisponible debido a su afinidad y unión a la proteína de unión a IGF (IGFBP), principalmente IGFBP3. Por lo tanto, la bioactividad de IGF-1 está estrechamente regulada a través de la unión reversible con IGFBP3. [10] Es este proceso de unión-liberación el que determina la cantidad de IGF-1 biodisponible en circulación. El IGF-1 que no está unido se escinde en un tripéptido N-terminal, glicina-prolina-glutamato (GPE) y Des-N-IGF-1. [11] y GPE se metaboliza para dar como resultado glicina prolina cíclica (cGP). [3] [12]

El IGF-1 no unido, escindido en el extremo N-terminal, puede metabolizarse a través de una serie de reacciones enzimáticas posteriores al cGP. El extremo N-terminal es el sitio de unión del IGF-1 que permite que el cGP conserve la misma afinidad de unión con IGFBP-3 y, por lo tanto, regula la biodisponibilidad del IGF-1 a través de la unión competitiva con IGFBP3. Un aumento del cGP aumentaría la ventaja competitiva y, por lo tanto, aumentaría la cantidad de IGF-1 circulante y, por lo tanto, biodisponible. [13] [14] [15]

Las investigaciones muestran que el cGP puede normalizar la función del IGF-1 en condiciones fisiopatológicas de bioactividad del IGF-1 aumentada o disminuida. [15]

Los estudios in vitro muestran que el cGP promovió la actividad de IGF-1 cuando era insuficiente e inhibió la actividad de IGF-1 cuando era excesivo. [15]

Usos

Una revisión publicada recientemente en la revista Marine Drugs proporciona una excelente descripción general de las fuentes de cGP y sus efectos biológicos. [16] Biológicamente, el cGP está más fuertemente asociado con los beneficios cognitivos, sin embargo también tiene un papel en otras funciones biológicas, como se describe a continuación.

Cognición

La salud vascular es fundamental para mantener la función cognitiva. [6] El IGF-1 desempeña un papel esencial en la remodelación vascular del cerebro y favorece la retención cognitiva. [17] Los niveles metabólicos de IGF-1 tienden a reducirse con la edad y esta reducción parece ser un factor importante en el deterioro cognitivo en las poblaciones de mayor edad. [18] [19]

Los niveles bajos o deficientes de IGF-1 pueden normalizarse mediante cGP, restaurando su función vascular. [15] Los estudios que evaluaron los niveles de cGP, IGF-1 e IGFBP3 sugieren que la concentración de cGP y la relación molar cGP/IGF-1 se asociaron positivamente, lo que sugiere que las personas mayores con una mayor concentración plasmática de cGP (y relación molar cGP/IGF-1) tienen mejor memoria/retención cognitiva. [14]

Hipertensión

El IGF-1 desempeña un papel fundamental en el metabolismo energético y los niveles deficientes de IGF-1 están relacionados con la obesidad y la hipertensión. [20]

Ataque

Se ha informado sobre el papel del IGF-1 en el apoyo a la recuperación del accidente cerebrovascular, que es una enfermedad de origen vascular. [21] [22] Un estudio en 34 pacientes con accidente cerebrovascular informó que los pacientes con mayor concentración plasmática de cGP se recuperaron mejor en un plazo de 3 meses que aquellos con niveles más bajos de cGP. Además, los pacientes con niveles más altos de cGP también mostraron menores déficits neurológicos. [23]

Potencial terapéutico

La actividad excesiva de IGF-1 promueve la tumorogénesis [8], mientras que la actividad reducida de IGF-1 está relacionada con enfermedades como el Alzheimer [24] y el Parkinson [14] . El cGP normaliza la función autocrina de IGF-1 en condiciones patológicas y cuando hay niveles bajos de cGP en el cuerpo humano, la regulación de IGF-1 se ve comprometida. [15] Por lo tanto, es razonable suponer que el tratamiento con cGP exógeno podría ayudar a mejorar los beneficios para la salud implicados en el IGF-1. [3]

Referencias

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