Ácido 2,3-bisfosfoglicérico

El ácido 2,3-Bisfosfoglicérico, también conocido como 2,3-difosfoglicerato o 2,3-DPG, es un isómero de tres carbonos de la fase intermedia de la glicolisis (1,3-BPG). 2,3-BPG está presente en los glóbulos rojos en cantidad de unos 5 mmol/L.

Se une con mayor afinidad a la hemoglobina deoxigenada  (por ejemplo, cuando los glóbulos rojos se encuentran cerca de los tejidos) y provoca cambios espaciales (en los pulmones) en la hemoglobina.

Debido a estos cambios 2,3-BPG (cuyo tamaño se estima alrededor de 9 angstroms) se ajusta a la configuración de la hemoglobina deoxigenada (11 angstroms) y no a la oxigenada (5 angstrom). Ayuda en la liberación del oxígeno en los tejidos más necesitados de este gas.

Tiene un efecto alostérico.

Fue descubierta su manera de actuar y sus funciones en 1967 por Reinhold Benesch y Ruth Benesch.^[1]

Los eritrocitos sintetizan y degradan el 2,3-BPG por el desvío de la vía glucolítica. La primera fase del catabolismo de la glucosa incluye su fosforilación, isomerización y otra fosforilación cuyo producto es la fructosa-1,6-bisfosfato. La escisión de la fructosa 1,6-bifosfato produce dos moléculas: gliceraldehído 3-fosfato [1] y el fosfato de dihidroxiacetona 3 (G3P y DHAP, respectivamente).

Estas dos moléculas son isómeros y son fácilmente convertibles entre sí por la triosa fosfato isomerasa. El equilibrio de esta conversión se encuentra en gran medida en el lado de DHAP por dos razones: en primer lugar para que la vía glucolítica no se sobresature y en segundo lugar, porque la bioquímica de la glicerina pueda ser atada en la glucólisis.

DHAP puede ser convertido en glicerol cuando el suministro de DHAP es abundante y el glicerol puede ser utilizado como sustrato para la fase 2 de la glucolisis, en caso de escasa cantidad de los intermediarios de los procesos de la glucólisis.^[2]

La segunda fase del catabolismo de la glucosa convierte G3P a 3-fosfoglicerato (3-PG). 

Durante la primera etapa de reacción, G3P es fosforilado con un fosfato de alta energía y se oxida a 1,3-difosfoglicerato (1,3-BPG), a través de la acción de la deshidrogenasa glyceralgehyde-3-fosfato (G3PD).

1,3-BPG puede ser defosforilado por la fosfoglicerato quinasa (PGK), generando ATP, o puede ser relegado en la vía Luebering-Rapapport, donde difosfoglicerato mutasa cataliza la transferencia de un grupo fosforilo de C1 a C2 del 1,3-BPG , dando 2,3-BPG. 2,3-BPG, el organofosforado de mayor concentración en los eritrocitos, forma 3-PG por la acción de la fosfatasa difosfoglicerato.

La concentración de 2,3-BPG varía inversamente con el pH, lo que es inhibitorio a la acción catalítica de bifosfogliceromutasa. La tercera fase del catabolismo de la glucosa anaeróbica implica la conversión de 3-PG, a piruvato con la generación de ATP. 

Hay un delicado equilibrio entre la necesidad de generar ATP para soportar los requerimientos de energía para el metabolismo celular y la necesidad de mantener una adecuada oxigenación / desoxigenación de la hemoglobina.

Este equilibrio se mantiene por defosforilación de 1,3-BPG a 2,3-BPG, lo que facilita la desoxigenación de la hemoglobina. El PH bajo, inhibe la actividad de bifosfogliceromutasa[2] y activa la fosfatasa bifosfoglicerato, lo que favorece la generación de ATP.^[3]

La Hemoglobina fetal y su relación con 2,3 bpg

La hemoglobina fetal presenta una baja afinidad al 2,3-BPG, por lo que tiene una mayor afinidad con el O2. Este incremento de afinidad al oxígeno con respecto al de la hemoglobina del adulto (HbA), se debe a que la  HbF la constituyen dos α/γ dímeros, a diferencia de los α/β dímeros de la HbA. Los residuos de histidina de HbA β-subunidades, que son esenciales para la formación del bolsillo de la unión para el 2,3-BPG, se sustituyen por residuos de serina en HbF γ-subunidades.

Así pues, la histidina nº 143 se pierde, por lo que 2,3-BPG tiene dificultades para reaccionar con la hemoglobina fetal y la hemoglobina se parece a la molécula pura. Esa es la manera en que el O2 fluye de la madre al feto.^[4]

Efectos del 2,3-bpg sobre el hipertiroidismo

En el año 2004  se comprobó el efecto de la hormona tiroidea sobre los niveles de 2,3-BPG. El resultado fue que el Hipertiroidismo modula en vivo el contenido de 2,3-BPG en los eritrocitos por los cambios en la expresión de la fosfoglicerato mutasa (PGM) y la sintetasa de 2,3-BPG.  Este resultado muestra que el aumento en el contenido de 2,3-BPG de los eritrocitos observados en el hipertiroidismo no depende de ninguna variación en la tasa de hemoglobina circulante, sino que parece ser una consecuencia directa del efecto estimulante de las hormonas tiroideas a la actividad eritrocitaria en la glicolisis.^[5]

Anemia por déficit de hierro

Se necesita de este elemento (hierro) para la síntesis del 2,3-BPG. Su concentración disminuye en dicha enfermedad (anemia) y la hemoglobina se une fuertemente al oxígeno, haciendo que la liberación del oxígeno en los tejidos sea mas dificultosa.^[6]

Enfermedades respiratorias crónicas

Se han encontrado relación entre los niveles bajos de 2,3-BPG con la aparición de edema pulmonar de gran altitud.

2,3-bpg durante la hemodiálisis

En 1998 se realizó un estudio en el que se analizó durante el proceso de hemodiálisis la concentración de 2,3-BPG en los eritrocitos. Lo normal sería un aumento de los niveles de 2,3-BPG para contrarrestar la hipoxia que se observa con frecuencia en este proceso. Sin embargo, los resultados mostraron una relación de 2,3-BPG / HB4disminuido.^[7]

Referencias

Categoría:Lípido