La vía del poliol es un proceso de dos pasos que convierte la glucosa en fructosa. [1] En esta vía, la glucosa se reduce a sorbitol, que posteriormente se oxida a fructosa. También se denomina vía de la sorbitol-aldosa reductasa .
La vía está implicada en las complicaciones diabéticas , especialmente en el daño microvascular a la retina , [2] los riñones , [3] y los nervios . [4]
El sorbitol no puede atravesar las membranas celulares y, cuando se acumula, produce estrés osmótico en las células al atraer agua hacia los tejidos independientes de la insulina. [5]
Las células utilizan la glucosa para obtener energía . Esto ocurre normalmente por fosforilación de la enzima hexoquinasa. Sin embargo, si hay grandes cantidades de glucosa (como en la diabetes mellitus ), la hexoquinasa se satura y el exceso de glucosa entra en la vía del poliol cuando la aldosa reductasa la reduce a sorbitol. Esta reacción oxida el NADPH a NADP+ . La sorbitol deshidrogenasa puede luego oxidar el sorbitol a fructosa , que produce NADH a partir de NAD+ . La hexoquinasa puede devolver la molécula a la vía de la glucólisis fosforilando la fructosa para formar fructosa-6-fosfato. Sin embargo, en diabéticos no controlados que tienen niveles altos de glucosa en sangre (más de lo que la vía de la glucólisis puede manejar), el balance de masa de las reacciones finalmente favorece la producción de sorbitol. [6]
La activación de la vía de los polioles produce una disminución del NADPH reducido y del NAD+ oxidado; estos son cofactores necesarios en las reacciones redox en todo el cuerpo y, en condiciones normales, no son intercambiables. La disminución de la concentración de estos NADPH conduce a una disminución de la síntesis de glutatión reducido , óxido nítrico , mioinositol y taurina . El mioinositol es particularmente necesario para el funcionamiento normal de los nervios. El sorbitol también puede glicar nitrógenos en proteínas , como el colágeno , y los productos de estas glicaciones se denominan AGE ( productos finales de glicación avanzada) . Se cree que los AGE causan enfermedades en el cuerpo humano, uno de cuyos efectos está mediado por RAGE (receptor de productos finales de glicación avanzada) y las respuestas inflamatorias resultantes inducidas. Se observan en las pruebas de hemoglobina A1C realizadas a diabéticos conocidos para evaluar sus niveles de control de la glucosa. [6]
Aunque la mayoría de las células requieren la acción de la insulina para que la glucosa ingrese a la célula, las células de la retina , los riñones y los tejidos nerviosos son independientes de la insulina, por lo que la glucosa se mueve libremente a través de la membrana celular , independientemente de la acción de la insulina. Las células utilizarán la glucosa como energía de manera normal, y cualquier glucosa que no se utilice como energía ingresará a la vía de los polioles. Cuando la glucosa en sangre es normal (alrededor de 100 mg/dl o 5,5 mmol/l), este intercambio no causa problemas, ya que la aldosa reductasa tiene una baja afinidad por la glucosa en concentraciones normales . [ cita requerida ]
En un estado hiperglucémico, la afinidad de la aldosa reductasa por la glucosa aumenta, lo que hace que se acumule mucho sorbitol y se utilice mucho más NADPH , dejando menos NADPH para otros procesos del metabolismo celular . [7] Este cambio de afinidad es lo que se entiende por activación de la vía. Sin embargo, la cantidad de sorbitol que se acumula puede no ser suficiente para provocar una entrada osmótica de agua.
El NADPH actúa para promover la producción de óxido nítrico y la reducción de glutatión , y su deficiencia causará deficiencia de glutatión. Una deficiencia de glutatión, congénita o adquirida, puede provocar hemólisis causada por estrés oxidativo . El óxido nítrico es uno de los vasodilatadores importantes en los vasos sanguíneos. Por lo tanto, el NADPH evita que las especies reactivas de oxígeno se acumulen y dañen las células. [6]
La activación excesiva de la vía de los polioles aumenta las concentraciones intracelulares y extracelulares de sorbitol, aumenta las concentraciones de especies reactivas de oxígeno y disminuye las concentraciones de óxido nítrico y glutatión. Cada uno de estos desequilibrios puede dañar las células; en la diabetes hay varios que actúan juntos. No se ha determinado de manera concluyente que la activación de la vía de los polioles dañe los sistemas microvasculares. [6]