Estimulación de la síntesis de colágeno en cultivos celulares. Posible tratamiento de enfermedades degenerativas mediante la dieta

• Autores: Patricia de Paz Lugo
• Directores de la Tesis: Enrique Meléndez Hevia (dir. tes.), David Meléndez Morales (dir. tes.), José Antonio Lupiáñez Cara (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2006
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dialnet
• Resumen
  • español

    La artrosis es la alteración osteoarticular más frecuente en el mundo: la padece más del 50% de la población a partir de los 65 años y el 80% de los mayores de 75 años. Consiste en una degeneración del cartílago articular que desaparece hasta dejar expuesto el hueso subcondral.

    El cartílago articular tiene una abundante matriz extracelular, que llega a suponer hasta el 95% del volumen del tejido y está constituida fundamentalmente por colágeno, que constituye el 60% del peso seco, y por proteoglicanos.

    La principal hipótesis de esta Tesis es que la causa de la artrosis es un problema en la síntesis de colágeno debido a la deficiencia de algún aminoácido.

    El colágeno tiene una estructura única de triple superhélice dextrógira, en la que la glicina constituye una tercera parte de sus residuos. Además, el análisis matemático de la ruta de síntesis de glicina nos demuestra que este aminoácido debería ser considerado un aminoácido esencial.

    Se cultivaron fibroblastos de fetos de ratón en medios de cultivo enriquecidos con diferentes concentraciones, entre 0,025 y 10 mg/mL, de glicina, prolina, lisina, isoleucina y ácido aspártico; así como condrocitos del cartílago de articulaciones metacarpofalángicas bovinas para ver el efecto de los diferentes aminoácidos sobre la síntesis de colágeno del cartílago articular.

    Para cuantificar la síntesis de colágeno se utilizaron técnicas colorimétricas, inmunofluorescencia y ELISAs.

    El enriquecimiento del medio de cultivo con glicina, prolina y lisina favorece la síntesis de colágeno, tanto en los fibroblastos como en los condrocitos. En los cultivos de fibroblastos, la glicina y la prolina ejercen su efecto máximo dentro del rango de concentraciones fisiológicas, mientras que las concentraciones de lisina que ejercen el mayor efecto estimulador quedan muy alejadas de este rango.

    En los condrocitos, los tres aminoácidos activan la síntesis de colágeno con concentraciones que se encuentran en la zona alta del rango de concentraciones fisiológicas.

    Estos resultados indican que las concentraciones de glicina, prolina y lisina deberían estar en la zona alta del rango de concentraciones fisiológicas para evitar problemas en la síntesis de colágeno, lo que se conseguiría suplementando la dieta con estos aminoácidos, fundamentalmente glicina.

  • English

    Osteoarthritis is the most frequent worldwide osteoarticular alteration: more than 50% of the population aged 65 and 80% of those older than 75 years suffers it. It consists of a degeneration of the cartilage joint until it disappears to expose the subchondral bone.

    Cartilage joint has an abundant extracellular matrix, which reaches 95% of the volume of tissue and is formed primarily by collagen, which constitutes 60% of the dry weight, and proteoglycans.

    The main hypothesis of this Thesis is that the cause of osteoarthritis is a problem in collagen synthesis due to the deficiency of some amino acids. Collagen has a unique triple dextrorotatory superhelix structure, in which glycine constitutes one-third of its amino acids. In addition, the mathematical analysis of the glycine biosynthesis pathway shows that this amino acid should be considered an essential amino acid.

    Fibroblasts from mouse fetuses were grown in culture media enriched with different concentrations, between 0.025 and 10 mg/mL, of glycine, proline, lysine, isoleucine, aspartic acid; as well as chondrocytes of cartilage of bovine metacarpophalangeal joints to see the effect of the different amino acids on cartilage joint collagen synthesis. Colorimetric, immunofluorescence and ELISAs techniques were used to quantify the synthesis of collagen.

    The enrichment of the culture medium with glycine, proline and lysine promotes the synthesis of collagen, both in chondrocytes and fibroblasts. In cultured fibroblasts, glycine and proline exert their maximum effect within the range of physiological concentrations, while concentrations of lysine that exert the greatest stimulating effect are far from this range. As chondrocytes, three amino acids activate the synthesis of collagen with concentrations that occur in the upper area of the range of physiological concentrations.

    These results indicate that concentrations of glycine, proline and lysine should be in the upper area of the range of physiological concentrations to avoid problems in the synthesis of collagen, which would be achived by supplementing the diet with these amino acids, principally glycine.