Hidroxiprolina

Qué es la hidroxiprolina

El nombre anuncia su origen. Es una prolina a la que se ha sumado un grupo hidroxilo (-OH), y la forma que interesa en biología humana lleva ese grupo en el carbono número 4, de ahí que con frecuencia se la denomine 4-hidroxiprolina. Representa alrededor del 9 al 13 % de los residuos del colágeno, lo que la sitúa entre los componentes más abundantes de la proteína más extendida del cuerpo humano.

Tiene una peculiaridad que la distingue de los veinte aminoácidos habituales: no existe un código genético que la coloque en la cadena. Ninguna instrucción del ADN dice "aquí va hidroxiprolina". Lo que ocurre es distinto. La célula ensambla la cadena de colágeno con prolina corriente y, una vez montada, unas enzimas específicas hidroxilan determinados residuos ya integrados. La hidroxiprolina, por tanto, nace después, como retoque posterior de una proteína que ya está construida.

Cómo se forma y por qué estabiliza el colágeno

La reacción que convierte la prolina en hidroxiprolina la lleva a cabo la enzima prolil-4-hidroxilasa dentro del retículo endoplásmico. Esa enzima necesita un cofactor para trabajar en cada ciclo: el ascorbato, es decir, la vitamina C. Sin vitamina C disponible, la enzima se detiene y la hidroxilación no se completa.

La consecuencia estructural es directa. Los grupos hidroxilo que aporta la hidroxiprolina forman puentes de hidrógeno entre las tres cadenas que se enrollan para constituir la triple hélice del colágeno, y son esos enlaces los que mantienen la cuerda de tres hebras unida a la temperatura del cuerpo. Sin hidroxilación suficiente, la hélice pierde estabilidad térmica, no se pliega bien y el colágeno resultante tiene propiedades mecánicas disminuidas. Ahí reside su importancia: no es que la hidroxiprolina decore el colágeno, es que sin ella el colágeno se deshace.

La lección del escorbuto

Este vínculo entre vitamina C y colágeno tiene una traducción histórica bien conocida. El escorbuto, la enfermedad que diezmaba a las tripulaciones en las travesías largas sin fruta fresca, es la expresión clínica de este hecho molecular. Al faltar el ascorbato, la prolil-hidroxilasa deja de producir hidroxiprolina en cantidad suficiente, el colágeno nuevo sale defectuoso y los tejidos que dependen de él (encías, vasos, piel, cicatrices) se debilitan. Siglos antes de conocerse la bioquímica, se supo que los cítricos curaban el mal. La explicación estaba, precisamente, en este aminoácido.

Hidroxiprolina como indicador de recambio del colágeno

Cuando el colágeno se degrada, la hidroxiprolina que contenía se libera y termina apareciendo en la orina, ya que no puede reutilizarse para construir proteína nueva. Por eso su cuantificación se ha empleado como reflejo del ritmo al que el organismo destruye y renueva su colágeno, con interés particular en el estudio del hueso y del tejido conjuntivo. Los fibroblastos y otras células productoras trabajan de continuo reponiendo esa matriz, de modo que siempre hay una fracción en tránsito de salida.

Preguntas frecuentes

¿El cuerpo puede fabricarla o hay que obtenerla de la dieta?

La fabrica el propio organismo a partir de la prolina que ya forma parte del colágeno, de modo que no depende de un aporte directo con la comida. Distinto es el caso de la prolina de partida, o de la vitamina C que hace posible la reacción, cuya disponibilidad sí condiciona que la hidroxiprolina llegue a formarse.

¿Por qué se dice que no es proteinogénica?

Porque no se incorpora a las proteínas durante la síntesis dirigida por el ADN. No hay un codón que la especifique. Aparece únicamente por modificación posterior de residuos de prolina ya ensamblados en la cadena, un proceso que los bioquímicos llaman modificación postraduccional.

¿Qué tiene que ver con la vitamina C?

La vitamina C es el cofactor que la enzima prolil-4-hidroxilasa emplea para transformar prolina en hidroxiprolina. Es uno de los papeles mejor documentados del ascorbato en el cuerpo humano, y el que conecta el consumo de fruta fresca con la solidez de la piel, los huesos y los vasos sanguíneos.

¿Está solo en el colágeno?

De forma predominante, sí. Se encuentra sobre todo en el colágeno de piel, hueso, tendones y cartílago, y en algunas otras proteínas emparentadas como la elastina en cantidades menores. Esta concentración tan selectiva es lo que la hace útil como huella del metabolismo del colágeno.

Referencias

1. Actas Dermo-Sifiliográficas (Academia Española de Dermatología y Venereología). Vitamina C.
2. Sociedad Española de Salud de Precisión. Construir colágeno desde los cimientos.
3. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Vitamina C.
4. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Escorbuto.