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

Resumen

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.