Queratán sulfato

¿Qué es el queratán sulfato?

Pertenece a la familia de los glicosaminoglicanos, cadenas largas de azúcares que, junto con el colágeno, forman la matriz extracelular de numerosos tejidos conjuntivos. Su nombre, sin embargo, es engañoso: aunque comparte raíz con la queratina, no guarda relación química alguna con esa proteína. La coincidencia se explica por la historia del descubrimiento, no por la composición del compuesto.

El bioquímico japonés M. Suzuki lo aisló por primera vez en 1939 a partir de extractos de córnea bovina, y lo describió como un material mucoide asociado a la córnea. Karl Meyer y su equipo lo caracterizaron con más detalle en 1953, en un estudio sobre los mucopolisacáridos de la córnea bovina, y le dieron el nombre de «kerato-sulfato»; de ese origen corneal, no proteico, procede el prefijo «querat-» que conserva hasta hoy.

Estructura química

La cadena de queratán sulfato se construye por repetición de un disacárido formado por galactosa y N-acetilglucosamina, unidos entre sí de forma sucesiva. Ambos azúcares pueden sulfatarse en la posición 6, y el grado de sulfatación varía a lo largo de una misma cadena y entre tejidos distintos. Esta ausencia de ácido urónico distingue al queratán sulfato del condroitín sulfato, del dermatán sulfato y del heparán sulfato, que sí incorporan este componente en su disacárido repetitivo.

Las cargas negativas que aportan los grupos sulfato atraen moléculas de agua y retienen cationes, propiedad que explica buena parte de la función biológica de la molécula.

Clasificación y distribución en el organismo

Se reconocen dos formas principales según el modo en que la cadena se une a su proteína núcleo. El queratán sulfato de tipo I, el corneal, se enlaza mediante un puente N-glucosídico a residuos de asparagina, y forma parte de proteoglicanos como el lumicano y el queratocano, esenciales para el ordenamiento de las fibrillas de colágeno en el estroma corneal. El de tipo II, el esquelético, se une en cambio mediante un enlace O-glucosídico a residuos de serina o treonina, y predomina en el cartílago, el hueso y el disco intervertebral. Se ha descrito, además, una tercera variante ligada a manosa en tejido cerebral, donde participa en el desarrollo del sistema nervioso central y en la formación de la cicatriz glial tras una lesión.

Función biológica

En la córnea, el queratán sulfato regula, junto con el dermatán sulfato, el grado de hidratación del estroma; ese control fino del contenido de agua es uno de los requisitos para que el tejido conserve su transparencia. En el cartílago articular, sus moléculas grandes y muy hidratadas actúan como un colchón que amortigua la carga mecánica repetida sobre la superficie articular.

La síntesis defectuosa del queratán sulfato corneal, ligada a mutaciones en el gen CHST6, es la base molecular de la distrofia macular corneal, un trastorno hereditario que cursa con opacificación progresiva de la córnea. Por otro lado, la incapacidad para degradar el queratán sulfato acumulado en los lisosomas, por déficit de las enzimas GALNS o beta-galactosidasa, define los dos subtipos del síndrome de Morquio, una enfermedad de depósito lisosómico clasificada dentro de las mucopolisacaridosis.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia al queratán sulfato del resto de glicosaminoglicanos?

Su disacárido repetitivo no contiene ácido urónico, a diferencia del condroitín sulfato, el dermatán sulfato o el heparán sulfato. En su lugar, combina galactosa con N-acetilglucosamina.

¿Por qué se llama «queratán» si no tiene relación con la queratina?

Por el lugar donde se descubrió, no por su química. Suzuki lo aisló de la córnea en 1939, y el nombre quedó fijado antes de que se conociera bien su estructura.

¿Existe un único tipo de queratán sulfato en el cuerpo humano?

No. Se distinguen al menos dos formas bien caracterizadas, la corneal (tipo I) y la esquelética (tipo II), según el aminoácido de la proteína núcleo al que se enlazan, y una tercera variante cerebral menos estudiada.

¿Qué relación tiene con el cartílago articular?

Forma parte, junto con el condroitín sulfato, de los proteoglicanos que retienen agua en la matriz cartilaginosa y le permiten resistir la compresión repetida propia de la carga articular.

Referencias

1. Pomin VH. Keratan sulfate, a complex glycosaminoglycan with unique functional capability. Glycobiology, Oxford Academic
2. La célula. Matriz extracelular. Glúcidos. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo
3. Orphanet. Distrofia corneal macular
4. MedlinePlus. Mucopolisacaridosis tipo IV