Mecanismos de la putrefacción intestinal
No todos los aminoácidos ingeridos con la dieta se absorben en el intestino delgado. Una parte de ellos llega al intestino grueso, donde se convierte en un medio nutritivo para la microflora residente. Las enzimas bacterianas desencadenan reacciones de descarboxilación y desaminación, transformando moléculas útiles en metabolitos peligrosos.
Como resultado de esta descomposición se forma todo un espectro de compuestos: aminas biógenas, sulfuro de hidrógeno, así como estructuras cíclicas como fenoles, indol y escatol. Estas sustancias poseen una alta toxicidad para las células humanas. Se absorben parcialmente en las porciones inferiores del intestino, ingresan al torrente sanguíneo y se dirigen por la vena porta hacia el hígado para su desintoxicación de urgencia. Las formas neutralizadas son posteriormente excretadas por los riñones.
Transformaciones de la tirosina: cresol y fenol
El aminoácido tirosina, bajo la acción de las enzimas microbianas, pierde sus cadenas laterales. Este proceso escalonado conduce a la formación primero de p-cresol y luego de fenol.
Al llegar al hígado, estas toxinas se neutralizan mediante reacciones de conjugación (unión con moléculas polares). Existen dos vías principales:
- Sulfatación. Ocurre con la participación de la enzima sulfotransferasa. El dador del grupo sulfato es la forma activa del ácido sulfúrico: PAPS (3'-fosfoadenosina-5'-fosfosulfato). Como resultado se forman los ácidos cresolsúrico y fenolsúrico.
- Glucuronidación. La reacción es catalizada por la UDP-glucuronosiltransferase, que utiliza UDP-glucuronato. Como producto final se obtienen el glucuronato de fenol y el glucuronato de cresol.
Los conjugados resultantes se disuelven excelentemente en agua y abandonan fácilmente el organismo a través de la orina. Si en el análisis de orina se observa un aumento brusco en el nivel de estos conjugados, el médico concluye que hay una intensificación de los procesos de putrefacción en el intestino.
Catabolismo del triptófano: indol y escatol
Otro blanco para las bacterias es el triptófano. Los microorganismos escinden de él el grupo $\alpha$-amino y el grupo carboxilo, conservando al mismo tiempo el voluminoso radical heterocíclico.
Las vías de degradación del triptófano se dividen en dos ramas:
- La escisión directa de la cadena lateral conduce a la formación de indol (siendo la serina o la alanina los subproductos).
- A través del estadio intermediario del ácido indolacético se sintetiza el escatol (con liberación de dióxido de carbono).
Desintoxicación en dos etapas del indol
El escatol y el indol son sustancias netamente hidrófobas. Debido a esto, el hígado no puede acoplarles inmediatamente un grupo polar, por lo que la neutralización se lleva a cabo estrictamente en dos etapas.
Etapa 1. Oxidación microsomal Para crear una «plataforma» destinada a la conjugación, el sistema enzimático del citocromo P450 hidroxila la molécula. El indol interactúa con el oxígeno con la participación de la coenzima NADPH. Como resultado se forma el indoxil.
Etapa 2. Conjugación (sulfatación) El indoxil obtenido es procesado por la sulfotransferasa. Como dador se vuelve a utilizar el PAPS. Se forma el ácido indoxilsúrico.
Su sal de potasio (o de sodio) recibe el nombre de indicano animal. La determinación de la concentración de indicano animal en la orina es una herramienta clínica importante que permite evaluar cuán eficazmente el hígado está afrontando su función desintoxicante. La oxidación y conjugación del escatol transcurren bajo un escenario completamente análogo (con la formación de escatoxil y la posterior adición de sulfato o ácido glucurónico).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué sustancias tóxicas se forman durante la putrefacción de proteínas en el intestino grueso?
Durante la putrefacción de proteínas en el intestino grueso se forman productos tóxicos del catabolismo de aminoácidos por la acción de las enzimas de la microflora.
Entre los productos con fuentes confirmadas se encuentran:
- Aminas;
- Amoníaco;
- Fenoles, incluidos el fenol y el p-cresol;
- Indol;
- Escatol;
- Sulfuro de hidrógeno ($H_2S$).
Asimismo, durante la descomposición anaeróbica de las proteínas pueden formarse $CO_2$ y ácidos orgánicos.
El algoritmo de desintoxicación de venenos hidrófobos se puede recordar mediante la sigla «OC»: primero Oxidación (hidroxilación en microsomas), luego Conjugación (fijación de PAPS o UDP-glucuronato).
Preguntas de clases y exámenes
¿A partir de qué aminoácidos se forman las principales toxinas intestinales?
El fenol y el p-cresol se forman durante la descomposición de la tirosina. El indol y el escatol son productos de la degradación bacteriana del triptófano.
¿Qué es el indicano animal y para qué se mide?
Es la sal potásica del ácido indoxilsúrico, el producto final soluble en agua de la neutralización del indol. Su nivel en la orina se utiliza para diagnosticar la capacidad desintoxicante del hígado.
¿Qué moléculas actúan como dadores en las reacciones de conjugación en el hígado?
Para las reacciones de sulfatación se utiliza PAPS (3'-fosfoadenosina-5'-fosfosulfato), y para la glucuronidación, el ácido UDP-glucurónico.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura y función bioquímica de la molécula de PAPS
- Mecanismo de funcionamiento del sistema de oxidación microsomal (citocromo P450)
- Enzimas de las reacciones de conjugación: sulfotransferasas y UDP-glucuronosiltransferasas
- Formación y acción tóxica del sulfuro de hidrógeno y las aminas biógenas en el intestino
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