Compuestos orgánicos que influyen en las propiedades de los fluidos biológicos.
Los osmolitos son compuestos orgánicos de bajo peso molecular que influyen en las propiedades de los fluidos biológicos. Los osmolitos son una clase de moléculas orgánicas que desempeñan un papel importante en la regulación de la presión osmótica y el mantenimiento de la homeostasis celular en varios organismos, particularmente en respuesta a factores estresantes ambientales. [1] Su función principal es mantener la integridad de las células al afectar la viscosidad, el punto de fusión y la fuerza iónica de la solución acuosa. Cuando una célula se hincha debido a la presión osmótica externa , los canales de la membrana se abren y permiten la salida de osmolitos que transportan agua, restaurando el volumen celular normal.
Estas moléculas intervienen en contrarrestar los efectos del estrés osmótico, que se produce cuando hay fluctuaciones en la concentración de solutos (como iones y azúcares) dentro y fuera de las células. Los osmolitos ayudan a las células a adaptarse a las condiciones osmóticas cambiantes, garantizando así su supervivencia y funcionalidad. [2] Los osmolitos también interactúan con los constituyentes de la célula, por ejemplo, influyen en el plegamiento de proteínas . [3] [4] Los osmolitos comunes incluyen aminoácidos, azúcares y polioles , metilaminas, compuestos de metilsulfonio y urea .
Estudios de caso
Los osmolitos naturales que pueden actuar como osmoprotectores incluyen N -óxido de trimetilamina (TMAO), dimetilsulfoniopropionato , sarcosina , betaína , glicerofosforilcolina , mioinositol , taurina , glicina y otros. [5] [6] Las bacterias acumulan osmolitos para protegerse contra un ambiente altamente osmótico. [7] Los osmolitos son no electrolitos neutros, excepto en las bacterias que pueden tolerar las sales. [6] En los seres humanos, los osmolitos son de particular importancia en la médula renal . [8]
Los osmolitos están presentes en las células de los peces y funcionan para proteger las células de la presión del agua. Como la concentración de osmolitos en las células de los peces aumenta linealmente con la presión y, por lo tanto, con la profundidad, se han utilizado osmolitos para calcular la profundidad máxima a la que un pez puede sobrevivir. Las células de los peces alcanzan una concentración máxima de osmolitos a profundidades de aproximadamente 8.200 metros (26.900 pies), y nunca se ha observado ningún pez más allá de los 8.336 metros (27.349 pies). [9] [10]
Referencias
- ^ Paul H.Yancey (2005). "Osmolitos orgánicos como citoprotectores compatibles, metabólicos y contrarrestantes en alta osmolaridad y otros estreses". Revista de biología experimental . 208 (15): 2819–2830. doi : 10.1242/jeb.01730 . PMID 16043587.
- ^ Revisión de fisiología médica , William F. Ganong, McGraw-Hill Medical, ISBN 978-0-07-144040-0 .
- ^ Bolen DW, Baskakov IV (2001). "El efecto osmofóbico: selección natural de una fuerza termodinámica en el plegamiento de proteínas". Revista de biología molecular . 310 (5): 955–963. doi :10.1006/jmbi.2001.4819. PMID 11502004.
- ^ autor, Su, Zhaoqian (2017). Funciones de los cosolventes en la estabilidad de las proteínas. OCLC 1245504372. Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Neuhofer, W.; Beck, FX (2006). "Supervivencia en entornos hostiles: estrategias de las células de la médula renal". Fisiología . 21 (3): 171–180. doi :10.1152/fisiol.00003.2006. PMID 16714475.
- ^ ab Arakawa T, Timasheff SN (1985). "La estabilización de proteínas por osmolitos". Revista Biofísica . 47 (3): 411–414. Código bibliográfico : 1985BpJ....47..411A. doi :10.1016/s0006-3495(85)83932-1. PMC 1435219 . PMID 3978211.
- ^ Csonka LN (1989). "Respuestas fisiológicas y genéticas de las bacterias al estrés osmótico". Reseñas de Microbiología y Biología Molecular . 53 (1): 121-147. doi :10.1128/sr.53.1.121-147.1989. PMC 372720 . PMID 2651863.
- ^ Gallazzini, M.; Burg, MB (2009). "Novedades de la regulación osmótica de la glicerofosfocolina". Fisiología . 24 (4): 245–249. doi :10.1152/fisiol.00009.2009. PMC 2943332 . PMID 19675355.
- ^ Yancey PH, Gerringer ME, Drazen JC, Rowden AA, Jamieson A (2014). "Los peces marinos pueden verse bioquímicamente restringidos para habitar las profundidades más profundas del océano". PNAS . 111 (12): 4461–4465. Código Bib : 2014PNAS..111.4461Y. doi : 10.1073/pnas.1322003111 . PMC 3970477 . PMID 24591588.
- ^ Lu, Donna (3 de abril de 2023). "Los científicos encuentran el pez más profundo jamás registrado a 8.300 metros bajo el agua cerca de Japón". El guardián . Londres . Consultado el 25 de mayo de 2023 .
Otras lecturas
- Rose GD, Fleming PJ, Banavar JR, Maritan A (noviembre de 2006). "Una teoría del plegamiento de proteínas basada en la columna vertebral". Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 103 (45): 16623–33. Código bibliográfico : 2006PNAS..10316623R. doi : 10.1073/pnas.0606843103 . PMC 1636505 . PMID 17075053.
- Holthauzen LM, Bolen DW (febrero de 2007). "Osmolitos mixtos: el grado en que un osmolito afecta la capacidad estabilizadora de proteínas de otro". Ciencia de las proteínas . 16 (2): 293–8. doi : 10.1110/ps.062610407. PMC 2203298 . PMID 17189473.
- Harry, Daniel; Rösgen, Jörg (2008). "Una guía práctica sobre cómo los osmolitos modulan las propiedades macromoleculares". Metanfetamina. Biografía celular . Métodos en biología celular. 84 : 679–735. doi :10.1016/S0091-679X(07)84022-2. ISBN 9780123725202. PMID 17964947.
- Hochachka, PW; Somero, GN (2002). Adaptación bioquímica. Mecanismo y proceso en la evolución fisiológica . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford.
