Bioquimica

HEPARINA

La heparina (del griego ἥπαρ, hepar, "hígado") es un anticoagulante usado en varios campos de la medicina. Es una cadena de polisacáridos con peso molecular entre 4 y 40 kDa. Biológicamente actúa como cofactor de la antitrombina III, que es el inhibidor natural de la trombina. Es un glucosaminoglucano formado por la unión de ácido-D-glucurónico o ácido L-idurónico más N-acetil-D-glucosamina, con una repetición de 12 a 50 veces del disacárido, y se encuentra naturalmente en pulmones, hígado, piel y células cebadas (mastocitos).

Estructura química.

La heparina es una mezcla heterogénea de cadenas de polisacáridos sulfatadas, de la familia de los glicosaminoglicanos que son producidos por diversos tejidos. Estos polisacáridos son estructuralmente poli-electrolitos aniónicos lineales.

Aunque las cadenas típicas de heparina consisten principalmente en segmentos regulares con un patrón constante de componentes sulfatados, éstos son interrumpidos en intervalos por segmentos heterogéneos que contienen unidades disacáridos sub-sulfatados. En estos sitios irregulares se ha identificado el sitio de unión a la Antitrombina.

Aparte de sus pesos moleculares, las cadenas pueden ser caracterizadas de acuerdo a su densidad de carga, sus configuraciones estereoquímicas, sus variados grupos funcionales contenidos en las unidades básicas estructurales, y en sus sitios de unión a la antitrombina. Se sabe que las actividades de las heparinas dependen de la flexibilidad en la conformación y en las uniones exactas de las cadenas a proteínas o superficies celulares. De hecho la fuerte carga negativa de las heparinas permite numerosas interacciones con las cargas positivas de determinadas proteínas sanguíneas, incluyendo factores de coagulación, factores de crecimiento, factor plaquetario 4, vitronectina, fibronectina, lipoproteínas, etc.

Obtención

La obtención de la heparina se debe gracias a que en un principio fue sacado de células hepáticas, este descubrimiento lo realizo la universidad de Johns Hopkins. Sin embargo, también se descubrió que puede ser sacado a partir de la mucosa pulmonar, según un estudio de la universidad de Ottawa. Por ello en la industria actual este anticoagulante se da a partir de pulmón de bovino y de la mucosa intestinal del cerdo. Gracias a esto es capaz de inhibir la acción de varios factores de coagulación, además de tener cierta acción sobre plaquetas y el sistema fibrinolitico.

El equipo de investigación internacional que lidera el estadounidense Robert Lindhardt, y en el que participan investigadores españoles del CSIC y la Universidad de La Rioja, ha logrado sintetizar la heparina en pequeñas dosis.

Usos y aplicaciones.

La heparina es una sustancia que interfiere con el proceso de coagulación sanguínea, es decir, es un anticoagulante, la heparina actúa sobre una sustancia llamada trombina que es la responsable en el papel de coagulación sanguínea, logrando así que la sangre tenga menos posibilidades de coagularse y producir a su vez una trombosis.

La heparina está indicada en cuadros patológicos como.

- Prevención y tratamiento de una enfermedad tromboembólica venosa. Trombosis venosa profunda y el tromboembolismo pulmonar.

- Tratamiento de la enfermedad coronaria, angina estable e infarto de miocardio

- Tratamiento del tromboembolismo arterial periférico

- Tratamiento de la trombosis en la coagulación intravascular diseminada Prevención de formación de coágulos en pacientes sometidos a una intervención quirúrgica del corazón o a hemodiálisis.

Aun así es importante destacar que la heparina se prescribe para prevenir coágulos de sangre en pacientes con posibilidades a padecer este mal, e incluso aun así también se prescribe para pacientes que luego de una intervención quirúrgica tenga riesgos de coagulación.

La heparina también se usa para impedir el crecimiento de coágulos que se han formado en los vasos sanguíneos, pero lo que no es posible es eliminar dichos coágulos o disminuirlos.

Otros usos de la heparina

Muchas veces la heparina es utilizada en conjunto con la aspirina para evitar abortos y no poner en peligro la vida del neonatal y la paciente.

Función.

La heparina es uno de los glicosaminoglicanos o glicosaminoglucuronanos (GAGs) son los heteropolisacáridos más abundantes del cuerpo. Estas moléculas son polisacáridos largos sin ramificaciones y contienen repeticiones de una unidad de disacáridos. Al mismo tiempo, su rigidez brinda integridad estructural a las células y provee vías entre las células, permitiendo la migración celular. Los GAGs específicos de significancia fisiológica son el ácido hialurónico, dermatan sulfato, condroitin sulfato, heparina, heparan sulfato y queratan sulfato. A pesar de que cada GAG tiene un componente disacárido que predomina existe una heterogeneidad entre los azúcares que forman parte de cualquier clase de GAG.

ACIDO HIALURONICO

El ácido hialurónico (AH) es un polisacárido del tipo de glucosaminoglucanos con enlaces β, que presenta función estructural, como los sulfatos de condroitina. De textura viscosa, existe en la sinovia, humor vítreo y tejido conjuntivo colágeno de numerosos organismos y es un importante glicosoaminoglicano en la homeostasis articular. En seres humanos destaca su concentración en las articulaciones, los cartílagos y la piel. En un hombre medio de 70 kilogramos de peso puede haber una cantidad total de 15 gramos de ácido hialurónico en su cuerpo, y un tercio de éste se degrada y sintetiza cada día.2

Está constituido por cadenas de carbohidratos complejos, en concreto unos 50 000 disacáridos de N-acetilglucosamina y ácido glucurónico pormolécula.3 y deriva de la unión de amino azúcares y ácido urónico|ácidos urónicos. Esta cadena se sitúa formando espirales con un peso molecular medio de 2 a 4 millones. Presenta la propiedad de retener grandes cantidades de agua y de adoptar una conformación extendida en disolución, por lo que son útiles a la hora de acojinar o lubricar. Estas propiedades se consiguen gracias al gran número de grupos OH y de cargas negativas de esta molécula, lo que permite, por el establecimiento de fuerzas de repulsión, que se conserven relativamente separadas entre sí las cadenas de carbohidratos.

Estructura química.

El ácido hialuronico se compone de ácido D-glucurónico y DN-acetilglucosamina, unidos y es un polímero de disacáridos.

El ácido hialuronico se puede tener más de 25000 disacáridos unidos formando una gigantesca macromolécula.

El ácido hialuronico fue descrito en los años 30 por el científico Karl Meyer.

El tamaño del ácido hialuronico varía bastante (de 5000 a 20 millones).

El peso molecular promedio depende:

- liquido sinovial humano (3000000 Da).

- cordón umbilical humano (3150000 Da).

Obtención

El ácido hialurónico fue aislado por primera vez en 1934 por Karl Meyer, del humor vítreo de un ojo bovino. En el cuerpo se conoce como hialuronano, y toma su nombre, en parte, de su localización principal en el cuerpo, el cartílago hialino.

El ácido hialurónico no puede obtenerse por síntesis únicamente mediante técnicas de bioingeniería con un procesos de fermentación bacteriana del Ácido úrico o mediante fuentes naturales, que suelen ser las más comunes.19 Su producción se está llevando incluso a la industria agroalimentaria. La fuentes más utilizadas son las crestas de los gallos,20 la aleta de tiburón y el cordón umbilical.3 En concreto, las crestas de los gallos es una de las fuentes más provechosas de este compuesto ya que tras las matanzas esta pieza se tira. En los gallos, la cresta es esencialmente una gran superficie de piel, que aumenta su concentración de ácido hialurónico como respuesta a la testosterona. Las gallinas también poseen este compuesto pero en menor medida.4

El ácido hialurónico no nace naturalmente en la vida de las plantas. Se hace en los procesos corporales de los animales. Sin embargo, se concedió una patente en los Estados Unidos en el 2009 para un método de producción de ácido hialurónico utilizando células de plantas genéticamente modificadas, presentadas por un grupo de inventores japoneses. Se supone que esto sería una manera más eficiente y menos costosa de usar el polisacárido para fines biomédicos o comerciales, como el que ahora se extrajo a partir de cartílago animal.

Aplicaciones.

Funciones principales del ácido hialurónico

Facilitar la movilidad de las células en la MEC (matriz extracelular), ya que permite que dichas células se muevan a través de la matriz extracelular.

Participar en la cicatrización de las heridas, al posibilitar que las células se trasladen a la zona lesionada.

La protección conjunta en el líquido sinovial. El ácido hialurónico forma parte del líquido

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