Glicosaminoglicano

Qué es un glicosaminoglicano

El término se construye a partir de tres raíces: γλυκύς (glykýs), "dulce"; amino, por el grupo amino presente en uno de los dos azúcares del disacárido; y γλυκάν (glycan), "polisacárido". Describe, literalmente, un polisacárido que contiene un aminoazúcar. La primera identificación de estas sustancias se remonta a finales del siglo XIX, cuando Karl Meyer y John Palmer aislaron en 1934 una sustancia viscosa del humor vítreo del ojo bovino y la denominaron ácido hialurónico, hoy considerado el prototipo de los GAG.

Todos los GAG comparten una estructura general de cadena larga y lineal, sin ramificaciones. La carga negativa, debida a los grupos carboxilo de los ácidos urónicos y a los grupos sulfato añadidos postranscripcionalmente, les permite atraer grandes cantidades de agua y cationes. Esa capacidad de hidratación es lo que confiere al cartílago su resistencia a la compresión y al humor vítreo su consistencia gelatinosa.

Tipos de glicosaminoglicanos

Se reconocen seis tipos principales, distinguibles por la composición del disacárido repetitivo, el patrón de sulfatación y el tipo de enlace a la proteína central.

El ácido hialurónico es el único GAG que no lleva grupos sulfato ni se une covalentemente a una proteína. Sus cadenas pueden alcanzar pesos moleculares de varios millones de daltons, y se concentran en el líquido sinovial de las articulaciones, el humor vítreo y el cordón umbilical. El condroitín sulfato, formado por la repetición de N-acetilgalactosamina y ácido glucurónico con sulfatación variable, es abundante en el cartílago, el hueso y la piel. El dermatán sulfato difiere del anterior en que parte de sus residuos de ácido glucurónico se epimeriza a ácido idurónico; predomina en la piel, los tendones y las válvulas cardíacas.

El heparán sulfato es, probablemente, el GAG con mayor complejidad estructural. Sus cadenas alternan regiones poco sulfatadas con dominios densamente sulfatados, y esa distribución desigual crea sitios de unión específicos para factores de crecimiento, citocinas y componentes del sistema de la coagulación. La heparina comparte la misma estructura básica, pero presenta un grado de sulfatación mucho más alto y se almacena casi exclusivamente en los gránulos de los mastocitos. El queratán sulfato se distingue del resto porque no contiene ácido urónico: su disacárido combina N-acetilglucosamina con galactosa. Se localiza en la córnea, el cartílago y los discos intervertebrales.

Unión a proteínas y proteoglicanos

Con la excepción del ácido hialurónico, todos los GAG se sintetizan unidos a una proteína central (core protein) mediante un tetrasacárido de anclaje que conecta el primer azúcar de la cadena a un residuo de serina de la proteína. El conjunto formado por la proteína central y sus cadenas de GAG recibe el nombre de proteoglicano. Un solo proteoglicano puede portar decenas de cadenas de GAG, y algunos, como el agrecano del cartílago, se asocian a su vez con ácido hialurónico para formar agregados macromoleculares que ocupan un volumen enorme en la matriz extracelular.

Esa arquitectura no es un mero andamiaje. Los GAG de la superficie celular (sindecanos, glipicanos) actúan como correceptores que concentran ligandos cerca de sus receptores señalizadores, modulando la intensidad y el alcance de la señal.

Preguntas frecuentes

¿Glicosaminoglicano y mucopolisacárido son lo mismo?

Sí. Mucopolisacárido es el nombre clásico, acuñado cuando se descubrió que estas sustancias abundaban en las secreciones mucosas. La nomenclatura moderna prefiere glicosaminoglicano (o glucosaminoglicano), más descriptivo de su composición química.

¿Por qué se habla de GAG en el contexto de la artrosis?

Porque la degradación acelerada del cartílago articular implica la pérdida de proteoglicanos ricos en condroitín sulfato y queratán sulfato. Al disminuir la concentración de GAG, el cartílago pierde capacidad de retener agua, se vuelve menos resistente a la carga mecánica y se erosiona con mayor facilidad.

¿Qué son las mucopolisacaridosis?

Son un grupo de enfermedades hereditarias causadas por la deficiencia de enzimas lisosomales encargadas de degradar los GAG. El sustrato no degradado se acumula en los lisosomas de múltiples tejidos y órganos, provocando afectación esquelética, visceral y, en muchos casos, neurológica. Se han descrito al menos once tipos distintos, cada uno asociado a una enzima diferente.

Referencias

1. Glicosoaminoglicano. Wikipedia, la enciclopedia libre. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Glicosoaminoglicano
2. Frati-Munari AC. Glicosaminoglicanos en las enfermedades vasculares. Rev Mex Angiol. 2012;40(3):89-99. Disponible en: https://www.medigraphic.com/pdfs/revmexang/an-2012/an123b.pdf
3. Megías M, Molist P, Pombal MA. La célula. Matriz extracelular. Glúcidos. Atlas de Histología Vegetal y Animal. Universidad de Vigo. Disponible en: https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/2-componentes_glucidos.php
4. Glycosaminoglycans and proteoglycans. Sigma-Aldrich Technical Documents.