Heparán sulfato

Qué es el heparán sulfato

Pertenece a la familia de los glicosaminoglicanos, cadenas largas y sin ramificar construidas por la repetición de una pareja de azúcares. Rara vez circula suelto. Casi siempre se encuentra anclado, mediante enlace covalente, a una proteína central, y ese conjunto de proteína más cadenas de azúcar recibe el nombre de proteoglicano. Los proteoglicanos de heparán sulfato tapizan la membrana de las células y pueblan la matriz extracelular, el andamiaje que ocupa el espacio entre unas células y otras.

Su nombre delata el parentesco con la heparina. Ambas moléculas comparten esqueleto químico, y la heparina fue aislada por primera vez, en 1916, a partir de tejido del hígado: de ahí procede la raíz hepar, del griego, que significa precisamente hígado. El añadido sulfato remite a los numerosos grupos de azufre y oxígeno que decoran la cadena y explican su carga.

Estructura y familia molecular

Una cadena de heparán sulfato puede encadenar entre cuarenta y varios cientos de unidades de azúcar. Esa longitud, sumada a la densidad de cargas negativas, la convierte en una superficie pegajosa para multitud de proteínas. La familia de los glicosaminoglicanos incluye a otros parientes conocidos: la propia heparina, el condroitín sulfato, el dermatán sulfato, el queratán sulfato y el ácido hialurónico. Dentro de ese grupo, el heparán sulfato ocupa un lugar propio por su presencia constante en la superficie celular.

Las proteínas a las que se ancla marcan su destino. Los sindecanos lo fijan atravesando la membrana; los glipicanos lo sujetan mediante un pequeño lípido de anclaje; en la matriz que rodea a las células, proteínas como el perlecano o el colágeno de tipo XVIII portan también estas cadenas. Buena parte de todo ello se dispone en el glicocálix, la capa azucarada que envuelve la célula.

Funciones en la célula y sus alrededores

La carga negativa es la clave de casi todo lo que hace. Gracias a ella, el heparán sulfato atrapa y retiene factores de crecimiento, citoquinas y moléculas de adhesión, y los presenta a sus receptores en la superficie de la célula. Actúa así como correceptor: no transmite la señal por sí mismo, pero acerca los mensajeros a quien debe leerlos y regula la intensidad del mensaje. De ese modo participa en la adhesión entre células, en su migración, en su multiplicación y en su diferenciación durante el desarrollo del embrión y en la reparación de los tejidos.

Tiene además un papel en la sangre que conviene señalar. En la pared interna de los vasos, el heparán sulfato se une a la antitrombina III y refuerza su acción, de forma que la superficie sana de los vasos resulta poco propensa a que la sangre coagule sobre ella. Es la versión natural, fija en el endotelio, del principio que la medicina aprovecha con la heparina. Cuando una enzima llamada heparanasa corta estas cadenas, se liberan los factores atrapados, un episodio que aparece en la cicatrización y también en la progresión de algunos tumores.

Heparán sulfato y heparina: en qué se diferencian

Son primos químicos, no gemelos. La heparina se almacena en el interior de unos glóbulos blancos, los mastocitos, y llega cargada de grupos sulfato hasta un grado que ninguna otra cadena alcanza; de ahí su potencia como anticoagulante. El heparán sulfato, en cambio, vive expuesto en la superficie de casi cualquier célula, luce menos sulfatos y desempeña sobre todo tareas de señalización y de sostén. La medicina extrae y purifica la primera para administrarla; el segundo trabaja donde la naturaleza lo colocó.

Preguntas frecuentes

¿Por qué su nombre habla del hígado si está en todas las células?

Por herencia de la heparina. Cuando en 1916 se aisló aquella sustancia anticoagulante a partir de hígado de perro, se la bautizó con la raíz griega hepar. El heparán sulfato tomó después el nombre por su semejanza química, aunque se reparte por todo el cuerpo.

¿Es lo mismo que la heparina?

No. Comparten familia y estructura básica, pero difieren en dónde se encuentran, en cuántos grupos sulfato llevan y en para qué sirven. La heparina se usa como medicamento; el heparán sulfato cumple funciones propias en la superficie celular.

¿Qué importancia tiene su carga negativa?

Es lo que le permite unirse a tantas proteínas. Esa carga atrae moléculas mensajeras y las mantiene cerca de la célula, de modo que la cadena funciona como un tablón de anuncios donde las señales quedan a mano de sus receptores.

¿Interviene en la enfermedad?

Sí. Alteraciones en la cantidad o el corte de estas cadenas se han vinculado con procesos como la cicatrización anómala y el avance de ciertos tumores, campo en el que la heparanasa, la enzima que las fragmenta, concentra buena parte de la investigación actual.

Referencias

1. Sarrazin S, Lamanna WC, Esko JD. Heparan Sulfate Proteoglycans. Cold Spring Harb Perspect Biol (NCBI/PMC).
2. Bernfield M, et al. Functions of cell surface heparan sulfate proteoglycans. PubMed.
3. Heparan Sulfate Proteoglycans: Key Mediators of Stem Cell Function. Front Cell Dev Biol (NCBI/PMC).
4. Heparan Sulfate Proteoglycans and Their Degradation in Health and Disease (NCBI/PMC).