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Vía de la quinurenina

La vía de la quinurenina

La vía de la quinurenina es una vía metabólica que conduce a la producción de dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD + ). [1] Los metabolitos implicados en la vía de la quinurenina incluyen triptófano , quinurenina , ácido quinurénico , ácido xanturénico , ácido quinolínico y 3-hidroxiquinurenina . [2] [3] La vía de la quinurenina es responsable de aproximadamente el 95% del catabolismo total del triptófano. [4] La alteración de la vía está asociada a ciertos trastornos genéticos y psiquiátricos . [5] [2] [6] [7] [8]

Disfunción de la vía de la quinurenina

Los trastornos que afectan la vía de la quinurenina pueden ser primarios (de origen genético ) o secundarios (debidos a condiciones inflamatorias ). [9] La inflamación periférica puede conducir a una acumulación de quinurenina en el cerebro, y esto se asocia con el trastorno depresivo mayor , [5] [6] el trastorno bipolar , [1] [5] [2] [8] y la esquizofrenia . [5] [7] [6] La disfunción de la vía no solo causa un aumento en las cantidades de metabolitos como el ácido quinolínico y el ácido quinurénico, sino que también afecta la síntesis de serotonina y melatonina . [10] La depuración de quinurenina en las células musculares ejercitadas puede suprimir la acumulación en el cerebro. [11] [12]

Hidroxiquinureninuria

También conocida como deficiencia de quinureninasa , esta enfermedad hereditaria extremadamente rara es causada por la enzima quinureninasa defectuosa , que conduce a un bloqueo en la vía del triptófano a la niacina (ácido nicotínico). Como resultado, el triptófano ya no es una fuente de niacina, lo que conduce a la pelagra (deficiencia de niacina). Se conocen formas que responden a la vitamina B6 y que no responden a la vitamina B6 . Los pacientes con este trastorno excretan cantidades excesivas de ácido xanturénico, ácido quinurenico, 3-hidroxiquinurenina y quinurenina después de la carga de triptófano y se dice que sufren taquicardia, respiración irregular, hipotensión arterial, ataxia cerebelosa, retraso del desarrollo, coma, disfunción tubular renal, acidosis renal o metabólica e incluso la muerte. La única anomalía bioquímica observada en los pacientes afectados fue una hiperquinureninuria masiva, observada solo durante períodos de coma o después de la carga de proteínas intravenosas. Esta alteración se corrigió temporalmente con grandes dosis de vitamina B6 . La actividad de la quinureninasa en el hígado se redujo notablemente. La actividad se restableció apreciablemente mediante la adición de fosfato de piridoxal. [13] [14] [15] [16]

Deficiencias enzimáticas adquiridas y heredadas

La regulación negativa de la quinurenina 3-monooxigenasa (KMO) puede ser causada por polimorfismos genéticos , citocinas o ambos. [17] [18] La deficiencia de KMO conduce a una acumulación de quinurenina y a un cambio dentro de la vía metabólica del triptófano hacia el ácido quinurénico y el ácido antranílico . [19] [20] [21] [22] [23] [24]

Las deficiencias de una o más enzimas en la vía de la quinurenina conducen a una acumulación de productos metabólicos intermedios que pueden causar efectos dependiendo de su concentración, función y su interrelación con otros productos metabólicos. [19] Por ejemplo, la deficiencia de quinurenina 3-monooxigenasa se asocia con trastornos del cerebro (como esquizofrenia y trastornos de tics) y del hígado. [22] [20] [21] [23] [24] El mecanismo detrás de esta observación es típicamente una situación de bloqueo o cuello de botella en una o más enzimas en la vía de la quinurenina debido a los efectos de la indolamina 2,3-dioxigenasa (IDO) y la triptófano 2,3-dioxigenasa (TDO) y/o debido a polimorfismos genéticos que afectan a los genes particulares. [19] [18] [25] [21] Se han descrito estados disfuncionales de distintos pasos de la vía de la quinurenina (como la quinurenina, el ácido quinurénico , el ácido quinolínico , el ácido antranílico y la 3-hidroxiquinurenina) para varios trastornos, por ejemplo: [26]

Investigación

Se están realizando investigaciones sobre el papel de la vía de la quinurenina en la fisiología humana. [1]

Enfermedades neurodegenerativas y trastornos mentales

Los científicos están investigando el papel de la desregulación de esta vía en el envejecimiento, las enfermedades neurodegenerativas, los trastornos mentales, los trastornos de síntomas somáticos y el síndrome de fatiga crónica (SFC). [30] [31] [32] [33] [2] [1]

Relación quinurenina/triptófano

Se han descrito cambios en la relación entre quinurenina y triptófano en muchas enfermedades, como artritis , VIH / SIDA , trastornos neuropsiquiátricos, [1] [6] [2] cáncer e inflamaciones. [34] [35] [36] [37] La ​​quinurenina/triptófano también es un indicador de la actividad de la indolamina 2,3-dioxigenasa (IDO). [38] [39]

Métodos

Los metabolitos de quinurenina se pueden cuantificar mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas. [40]

Sustratos relacionados

En algunas especies, la vía de la quinurenina también procesa el 6-bromotriptófano, lo que da lugar a una serie análoga de metabolitos bromados. Se cree que estos y otros derivados posteriores son responsables de la biofluorescencia observada en la piel del tiburón oleaje y del tiburón gato . [41]

Referencias

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