Ácido siálico

Qué es el ácido siálico

El término ácido siálico designa a un grupo de monosacáridos derivados del ácido neuramínico, un cetoácido con un esqueleto de nueve carbonos. De las más de cincuenta variantes naturales descritas hasta la fecha, la más abundante en el organismo humano es el ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac, también abreviado NANA), cuya fórmula molecular es C₁₁H₁₉NO₉. Estos azúcares aparecen casi siempre en el extremo de los oligosacáridos que decoran glicoproteínas, mucinas y gangliósidos, glicolípidos especialmente concentrados en las membranas del tejido nervioso, lo que los convierte en la primera estructura molecular que encuentra cualquier elemento externo al aproximarse a la célula.

Propuesto formalmente en 1952 por el bioquímico sueco Gunnar Blix, el nombre procede del griego σίαλον (síalon), «saliva». Blix había aislado por primera vez en 1936 una sustancia cristalina a partir de mucinas de la glándula submaxilar bovina. De forma independiente, el bioquímico alemán Ernst Klenk obtuvo en 1941 un compuesto equivalente a partir de glicolípidos cerebrales y lo bautizó como «ácido neuramínico», en referencia a su origen neuronal. Cuando quedó claro que ambos habían trabajado con variantes de la misma molécula, los dos nombres ya estaban asentados en la literatura, y así han convivido desde entonces: siálico para la familia general, neuramínico para el esqueleto básico desacetilado.

Posición en la superficie celular y funciones biológicas

Que estos azúcares ocupen invariablemente el extremo de las cadenas de glicanos no es casual. El grupo carboxilo del carbono 2 permanece ionizado a pH fisiológico, con lo que cada residuo de ácido siálico aporta una carga negativa neta a la superficie celular. Esta carga electrostática contribuye a la repulsión entre células, impidiendo agregaciones inespecíficas, y modifica la conformación de las glicoproteínas a las que está unido, lo cual influye en su vida media circulante y en su accesibilidad a enzimas y receptores.

En el sistema inmunitario, los ácidos siálicos funcionan como una señal de identidad propia. Determinadas proteínas de la familia Siglec (sialic acid-binding immunoglobulin-like lectins), expresadas por macrófagos y otras células del sistema inmunitario, reconocen residuos sialilados en la superficie celular e interpretan su presencia como marca de célula sana. El resultado práctico es la inhibición de la fagocitosis: una célula bien sialilada tiene menos probabilidades de ser destruida por el propio organismo. Algunos patógenos explotan este mecanismo, hay bacterias que incorporan ácido siálico del huésped a su propia cápsula para pasar desapercibidas ante la respuesta inmunitaria, un fenómeno que los microbiólogos denominan «mimetismo molecular».

La relación con los virus es quizá el aspecto más conocido fuera de la bioquímica estricta. El virus de la gripe, en concreto, utiliza su hemaglutinina para reconocer residuos de ácido siálico en las células epiteliales del tracto respiratorio y adherirse a ellas, paso previo necesario para la infección. Las selectinas, por su parte, reconocen estructuras sialiladas como el sialil-Lewis X para mediar la adhesión de leucocitos al endotelio durante los procesos inflamatorios —un ejemplo que ilustra cómo un mismo azúcar interviene en contextos fisiológicos muy distintos.

Neu5Ac, Neu5Gc y la excepción humana

Dos formas de ácido siálico predominan en los mamíferos: el ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac) y el ácido N-glicolilneuramínico (Neu5Gc). La diferencia entre ambos reside en un solo grupo químico en el carbono 5 (un acetilo frente a un glicolilo), pero esa modificación aparentemente menor tiene consecuencias evolutivas profundas. Los seres humanos perdieron la capacidad de sintetizar Neu5Gc hace aproximadamente tres millones de años, cuando una mutación inactivó el gen CMAH, responsable de la enzima que convierte CMP-Neu5Ac en CMP-Neu5Gc. El resto de los grandes simios, chimpancés, gorilas, orangutanes, conservan ese gen funcional.

Se ha propuesto que esta pérdida pudo conferir ventajas frente a determinados patógenos que empleaban Neu5Gc como puerta de entrada, aunque también dejó a nuestra especie más expuesta a otros microorganismos adaptados a reconocer Neu5Ac. La cuestión sigue abierta. Lo que sí se sabe es que los humanos pueden incorporar pequeñas cantidades de Neu5Gc a través de la dieta, sobre todo a partir de carnes rojas, y que esos residuos exógenos, al no ser reconocidos como propios, pueden desencadenar una respuesta inflamatoria crónica de baja intensidad que la investigación actual intenta caracterizar con mayor precisión.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra «siálico»?

Del griego σίαλον (síalon), que significa «saliva». El bioquímico sueco Gunnar Blix propuso el nombre en 1952 porque había obtenido el compuesto a partir de mucinas salivales bovinas. Antes de eso, su colega alemán Ernst Klenk lo había llamado «ácido neuramínico» al aislarlo de tejido cerebral, de ahí que ambas denominaciones coexistan en la literatura bioquímica.

¿Es lo mismo ácido siálico que ácido neuramínico?

No exactamente. El ácido neuramínico es el esqueleto base, un cetoácido de nueve carbonos con un grupo amino libre. En la naturaleza apenas existe en esa forma desnuda: casi siempre lleva modificaciones (acetilaciones, glicolilaciones, sulfataciones) que generan las distintas variantes de la familia. «Ácido siálico» es el nombre genérico de toda esa familia. La variante más frecuente en humanos es el Neu5Ac, o ácido N-acetilneuramínico.

¿Por qué los humanos no producen Neu5Gc?

Porque el gen CMAH sufrió una deleción que lo dejó inactivo. Ocurrió hace unos tres millones de años, y es una de las diferencias bioquímicas más llamativas entre los seres humanos y el resto de los primates. Aún se debate si la mutación se fijó por aportar una ventaja frente a infecciones específicas o por deriva genética.

¿Qué relación tiene el ácido siálico con el virus de la gripe?

Directa. La hemaglutinina del virus de la gripe se une a residuos de ácido siálico en las células del epitelio respiratorio, y esa unión es el primer paso de la infección. La especificidad del enlace —si el ácido siálico está unido a la galactosa adyacente en posición α2-3 o α2-6— determina en buena medida qué especies animales puede infectar cada cepa vírica.

¿La leche materna contiene ácido siálico?

Sí, y en cantidades notablemente superiores a las de la leche de vaca. El hígado del lactante sintetiza Neu5Ac, pero durante los primeros meses de vida la producción endógena no cubre toda la demanda, sobre todo la del tejido nervioso en desarrollo. La leche materna aporta ácido siálico libre y unido a oligosacáridos que se absorben en el intestino del recién nacido.

Referencias

1. Lewis AL, Chen X, Schnaar RL, Varki A. Sialic Acids and Other Nonulosonic Acids. En: Varki A et al., eds. Essentials of Glycobiology. 4.ª ed. Cold Spring Harbor: CSHL Press; 2022. Cap. 15.
2. Lundblad A. Gunnar Blix and his discovery of sialic acids. Fascinating molecules in glycobiology. Ups J Med Sci. 2015;120(2):104-112.
3. National Cancer Institute. Definición de ácido siálico — Diccionario de cáncer del NCI.
4. National Center for Biotechnology Information. N-Acetyl-Neuraminic Acid. PubChem CID 439197.