Facultad de Medicina

Materia: Bioquímica y Biología Molecular

Ensayo: “Caso Clínico: Síndrome de deficiencia del

transportador de glucosa tipo 1”

Profesor:

Morales López Sara

Autor:

Gutierrez Moreno Omar

Grupo: 1112

2012 - 2013

10 / Octubre /2012

CASO 6

Transportador de glucosa (GLUT1) defectuoso

Un lactante presentó una convulsión a los 2 ½ meses. La frecuencia de las convulsiones aumentó con la edad. Por otra parte, el niño estaba clínicamente bien, con EEG y RM normales. El tratamiento con fármacos anticonvulsivantes fue ineficaz. Se analizó el líquido cefalorraquídeo (LCR) obtenido por punción raquídea y resultó negativo para meningitis bacteriana y hemoglobina, pero mostró niveles bajos de glucosa y lactato. Los cocientes glucosa en LCR: glucosa sanguínea estaban alrededor de 0,2, en comparación con el valor de 0,65 de los niños normales. Con la sospecha de que el transportador de la glucosa de la barrera hematoencefálica fuera defectuoso, se tomaron muestras de eritrocitos del paciente. Se encontró que los eritrocitos presentaban alrededor de la mitad de la capacidad de fijación a la citocalasina B que la de los eritrocitos obtenidos de niños normales. El transporte de la 3-0-metil-D-glucosa al interior de los eritrocitos era también del 50% aproximadamente del de los controles normales. Se sometió al niño a una dieta cetogénica; a los 4 días cesaron las convulsiones y continuó su desarrollo normal.

PREGUNTAS DE BIOQUÍMICA

1. ¿Qué metabolitos y componentes dietéticos atraviesan la barrera hematoencefálica?

2. ¿Qué sustratos puede metabolizar el cerebro?3. ¿Por qué podría un estudio de los eritrocitos para el transporte de la glucosa ser

indicativo de un defecto genético en transporte de glucosa del cerebro?4. ¿Por qué se determina la fijación de la citocalasina B a las membranas de los

eritrocitos?5. ¿Cuáles son las razones para la sustitución de la glucosa por la 3-0-metil-D-

glucosa en la determinación del transporte de glucosa hacia las células?6. ¿Qué es una dieta cetogénica y por qué podría ser valiosa para el paciente?

REFERENCIA

De Vivo et al: Defective glucose transport cross the blood-brain barrier as a cause of persistent hypoglycorrhachia, seizures, and developmental delay, New Eng J Med 325:703, 1991.

Respuestas

1.- El endotelio capilar que constituye la barrera hematoencefálica es permeable a ciertas sustancias necesarias para el metabolismo cerebral, tales como oxígeno, glucosa y aminoácidos esenciales. Un determinante básico para que una molécula pueda penetrar la barrera hematoencefálica es su solubilidad en lípidos. Los compuestos altamente liposolubles como etanol, cafeína, nicotina, heroína, oxígeno y bióxido de carbono atraviesan fácilmente la barrera hematoencefálica. Por el contrario, sustancias con baja liposolubilidad o unidas altamente proteicas no cruzan la barrera y son excluidas del sistema nervioso.

La glucosa es un substrato energético primordial para el cerebro, por lo tanto atraviesa el endotelio fácilmente y asegura un aporte adecuado y constante de la misma.

Los grandes aminoácidos neutros como fenilalanina, leucina, tirosina, isoleucina, valina, triptófano, metionina e histidina, penetran la barrera hemtaoencefálica tan rápido como la glucosa. Los pequeños aminoácidos neutros como alanina, glicina, prolina y el ácido gamma aminobutirico (GABA), son movilizados por un transportador, que sólo funciona para llevarlos del cerebro a la sangre.

Adicionalmente existen sistemas transportadores para aminoácidos básicos como lisina y arginina, que también son esenciales para aminoácidos ácidos como aspartato y glutamato, que son importantes intermediarios metabólicos y neurotransmisores. Los ácidos monocarboxílicos, lactato, acetato, piruvato y cuerpos cetónicos, son transportados por sistemas estereoespecíficos separados penetrando la BHC

2.- Glucosa, glutamina, citrato, malato, a-cetoglutarato y alanina parecen ser utilizados preferentemente por la neuronas, mientras que una serie de otras sustancias, que se incluyen directamente en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, como por ejemplo: acetato, piruvato, succinato, aspartato, glutamato, g-aminobutirato (GABA), fenilalanina y leucina son captadas y metabolizadas fundamentalmente por las células glíales.

Los cuerpos cetónicos entran al cerebro a través del transportador monotricarboxílico usado por los ácidos grasos de cadena mediana, los que son metabolizados exclusivamente en la matriz mitocondrial a acetil-CoA, transformándose este sustrato en el único combustible cerebral.

3.- Se ha demostrado que la proteína Glut-1 en el eritrocito es idéntica a la proteína Glut-1 de las células endoteliales de los capilares del cerebro, tanto en la respuesta inmunológica como química. Por esta razón, el transporte de glucosa en el eritrocito es comparable con el transporte de glucosa a través de la barrera hematoencefálica.

4.- La citocalasina B, un alcaloide procedente de los hongos, que se une a los filamentos en el extremo +, o extremo en crecimiento. Esta reacción bloquea la unión de los monómeros de actina al filamento y conduce a la desagreación de este.

Cuando a las células en movimiento se las trata con citocalasinas, inhibidor de la polimerización de los filamentos de actina, las protusiones desaparecen y el desplazamiento se detiene

5.- Se desarrolló la técnica 3-O-metil D glucosa, que determina la captación de glucosa por el eritrocito, lo que permite la extrapolación con el transporte de glucosa en la barrera hematoencefálica.

6.- La dieta geogénica se basa en la disponibilidad que los cuerpos cetónicos ofrecen como sustrato efectivo para el metabolismo energético cerebral. Esta dieta consiste en el reemplazo de una gran parte de los carbohidratos por lípidos y proteínas en distintas proporciones (normalmente, 1:3 o 1:4). la dieta debe ser suplementada permanentemente con minerales, vitamina lipo e hidrosolubles, L carnitina y ácido lipóico, según edad y sexo.La dieta es altamente efectiva en el control de las convulsiones, y produce su interrupción, frecuentemente, en 24-48 horas después de su comienzo, y se tolera relativamente bien; sin embargo, es de menor utilidad en la mejora de los déficit cognitivos.

Bibliografía

Cornejo E, Verónica; Cabello A, Juan Francisco; Colombo C, Marta; Raimann B, ErnaSíndrome de deficiencia del transportador de glucosa tipo 1 (SDGLUT-1) tratado condieta cetogénica. Caso clínicoRevista Médica de Chile, vol. 135, núm. 5, mayo, 2007, pp. 631-635Sociedad Médica de SantiagoSantiago, ChileDisponible en: http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/1771/177116685011.pdf

Dr Bernardo Sonzini Astudillo. La Barrera Hematoencefálica (BHE)Disponible en: http://www.guiasdeneuro.com.ar/barrera-hematoencefalica/

J.M. Pascual a, B. Lecumberri b, D. Wang a, R. Yang a, K. Engelstad a, D.C. De Vivo. Deficiencia del transportador de glucosa tipo 1 (Glut1): manifestaciones de un síndrome neurológico hereditario Disponible http://www.giblinlab.org/docs/2004%20Glut1%20deficiency%5BSpanish%5D%20Rev%20Neurol.pdf