Servicios personalizados
Español (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
El ácido glutámico o glutamato (Glu) es un aminoácido no esencial, principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central (SNC) y precursor de los aminoácidos arginina, prolina e hidroxiprolina. Mantiene la sinapsis y la plasticidad neuronal, e interviene en el aprendizaje y la memoria.1,2 La sal monosódica de glutamato o glutamato monosódico (GMS) se emplea, desde los romanos, como potenciador del sabor de los alimentos en diferentes culturas. En los seres vivos el glutamato monosódico se metaboliza a ácido glutámico.1
El consumo diario de alimentos con glutamato monosódico en Estados Unidos se estima entre 0,6-1,0 g; en Europa de 0,6-2,0 g y en Asia 3,0 g. Las agencias de víveres plantean que su empleo resulta seguro para la población. En Europa se establece como un nivel adecuado 30 mg/kg/día. Sin embargo, en la actualidad se ha incrementado la inclusión de este químico en productos elaborados.2
La ingesta de fuentes naturales de ácido glutámico aumenta las concentraciones de este en el organismo. Se ha descrito el llamado “Síndrome del restaurante chino” en personas sensibles al glutamato monosódico.3 Ningún artículo cubano refiere el uso de esta sal en productos envasados.
La administración de esta sustancia a roedores durante los primeros 15 días de nacidos, cuando la barrera hematoencefálica es permeable, produce lesiones hipotalámicas. En los murinos adultos se encuentran trastornos metabólicos, reproductivos, hiperinsulinemia y obesidad.4 El Departamento de Bioquímica del Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas “Victoria de Girón” evaluó el efecto del glutamato monosódico en la inducción de un modelo de obesidad en ratas, pues las lesiones hipotalámicas causadas por este elemento afectan varias esferas del suprasistema neuroendocrinoinmune en ratones Balb/c. También se exploraron en estos animales y su descendencia los efectos sobre la reproducción, la lactancia, y la respuesta inmune vacunal sistémica y mucosal.5 Por esa razón, el objetivo de la presente revisión fue describir los efectos del glutamato monosódico sobre el sistema neuroendocrinoinmune en murinos.
Métodos
Se realizó una revisión de la bibliografía nacional e internacional sobre el tema en estudio. Se empleó el motor de búsqueda Google Académico y se consultaron artículos de libre acceso en la base de datos Pubmed y SciELO durante enero de 2013 a julio de 2020. Se utilizaron los términos de búsqueda según los descriptores del DeCS y MeSH. Se incluyeron los artículos correspondientes a estudios observacionales, revisiones y reportes de casos con información sobre los efectos del glutamato monosódico en el suprasistema neuroendocrinoinmune en ratones. Se excluyeron los artículos que duplicaban información, y los que contenían información incompleta o imprecisa. Se consultó también el libro de texto de la asignatura Sangre y Sistema Inmune de la carrera de medicina cubana.6
Desarrollo
Las concentraciones de ácido glutámico resultan muy variables en los diferentes compartimientos de los organismos, en el plasma se estima de 50-100 mol/L. En el sistema nervioso central las concentraciones dentro de las células son mayores que en el espacio extracelular, lo cual permite la función neuronal y glial. Existen receptores de esta molécula en los tejidos que intervienen en la señalización celular, fundamentalmente en el cerebro, la médula espinal, los nervios, el corazón, los pulmones, el hígado, los testículos y el bazo; por consiguiente, estos podrían afectar sus funciones si se elevan los niveles basales de glutamato.2,3)
El ácido glutámico se obtiene de la administración de glutamato monosódico, aunque existen otras fuentes naturales para conseguirlo. El glutamato monosódico se absorbe y se metaboliza rápidamente en los enterocitos para formar energía en forma de adenosín trifosfato (ATP). Una pequeña cantidad de glutamato va al hígado, se transamina y se emplea en la síntesis de alanina, aspartato, urea y glutamina.2
En el tracto gastrointestinal el glutamato favorece el crecimiento del epitelio, modula las acciones de las células del sistema inmune y la producción de citocinas proinflamatorias. Igualmente, permite mantener la integridad del tejido linfoide asociado a la mucosa gastrointestinal y contribuye a la producción de la inmunoglobulina A (IgA), secretada en la lámina propia con importantes acciones inmunes en ese tejido.6)
El ácido glutámico constituye el neurotransmisor excitatorio más importante del sistema nervioso central. Se sintetiza y almacena en neuronas glutaminérgicas, y se libera ante distintos estímulos. Regula las emociones, el aprendizaje, la memoria, el desarrollo y la plasticidad neuronal.7 En condiciones fisiológicas no puede atravesar la barrera hematoencefálica. Por ello existen varias fuentes para obtenerlo; por ejemplo, la conversión de glutamina en los astrocitos, fuentes metabólicas de transaminación de aminoácidos y la síntesis a partir de alfa-cetoglutarato.2,8
La barrera hematoencefálica restringe la entrada del ácido glutámico a la membrana subluminal por la acción de proteínas transportadoras de alta afinidad, dependientes del ión Na+. Las funciones de los órganos circunventriculares pueden afectarse por la variación de los niveles plasmáticos de glutamato porque no se encuentran protegidos por la barrera hematoencefálica.2,9
Los receptores ionotrópicos y metabotrópicos favorecen la internalización del ácido glutámico. Estos se hallan en neuronas, células gliales y endoteliales del cerebro, la barrera hematoencefálica y la hendidura sináptica. Los receptores transportadores de ácido glutámico o de aminoácidos de alta afinidad (TAA)1, TAA2 y TAA3 se acoplan a iones Na+ y K+. Los transportadores de glutamato vesicular (TGLUV) facilitan su liberación en la vesícula durante la sinapsis neuronal según su gradiente.9
Aún no están esclarecidos los mecanismos de acción del ácido glutámico en el sistema nervioso central. Sin embargo, se postula que, si sus concentraciones extraneuronales se elevan de manera mantenida, se activan los receptores ionotrópicos del N-metil-D-aspartato (RNMDA) y metabotrópicos grupo I. Estos crean un canal para la entrada intracelular de Ca2+, que se une a la proteína calmodulina, y activa las enzimas proteínas quinasas, fosfolipasas, proteasas y óxido nítrico sintetasa.9
También se activan enzimas catabólicas, procesos liberadores de sustancias reactivas del oxígeno y mediadores inflamatorios, se provoca así la apoptosis celular; o sea, se establece un ciclo amplificador de toxicidad que ocasiona muerte neuronal e incapacidad de transmisión sináptica. De manera similar, estos mecanismos dañinos pueden desencadenarse en los tejidos periféricos. La enzima alanino aminotransferasa (ALAT) en el hígado, riñones, corazón y músculos, en condiciones fisiológicas, degrada el glutamato para evitar la toxicidad celular.10)
El músculo esquelético, el tejido óseo, el páncreas, los pulmones y la piel poseen receptores para el ácido glutámico, constituyen sus reservorios y mantienen su homeostasis. Los mismos efectos excitotóxicos ocurrirían en estos tejidos y órganos periféricos, si sus concentraciones sobrepasaran los niveles normales.7
En el reino animal los roedores resultan los más afectados por el glutamato monosódico. En condiciones fisiológicas el glutamato proveniente de esta sustancia no atraviesa la barrera hematoencefálica; por tanto, no causa daño en el hipotálamo ni en la retina. Sin embargo, no se han descrito con exactitud los mecanismos etiopatogénicos de los efectos dañinos, hormonales o cerebrales, del glutamato monosódico.2
En 1968 Kwok describió el “síndrome del restaurante chino”: los alimentos asiáticos, condimentados con glutamato monosódico, provocaban a sus consumidores ardor en la piel, náuseas, cefaleas, entumecimiento, presión en la cara y dolor en el pecho. En personas sensibilizadas la ingestión de este producto genera cefalea, vértigo, sudoración, dolor abdominal, urticaria y crisis de asma bronquial; puede aparecer angioedema de 8 a 16 horas luego de consumirlo y persistir durante 24 horas. Otros científicos reportan aumento del apetito y obesidad.11)
En los roedores la barrera hematoencefálica permanece abierta en los primeros 15 días posnatales; durante ese período la administración de altas concentraciones de glutamato monosódico por diferentes vías, activa los mecanismos dependientes de Ca2+ antes expuestos y causa la muerte neuronal. Las áreas más dañadas resultan el núcleo arqueado del hipotálamo, la eminencia media, el área postrema, la retina y la hipófisis. El daño en la zona hipofisiaria afecta el eje hipotalámico-pituitario-adrenal-inmune.5,12
Los animales tratados con glutamato monosódico desarrollan en la edad adulta obesidad con hiperinsulinemia e hiperleptinemia. Se ha demostrado aumento del estrés oxidativo, desbalance en los niveles plasmáticos hormonales, daños en la función renal pancreática y hepática. Además, se refieren cambios en los parámetros hematológicos, lipídicos, en los órganos genitales y cardiomegalia.5,13
Efectos del glutamato monosódico en murinos
La neuroendocrinoinmunología estudia las interacciones multidireccionales entre los sistemas nervioso, endocrino e inmune.6 Los órganos centrales de estos sistemas son el cerebro/hipotálamo (nervioso), la hipófisis (endocrino), la médula ósea y el timo (inmune). Los órganos periféricos incluyen el sistema nervioso vegetativo o autónomo con sus ganglios simpáticos y parasimpáticos, y el sistema nervioso entérico. El sistema endocrino posee en la periferia las glándulas suprarrenales, las adrenales (ovarios y testículos), las tiroides y las glándulas mamarias, entre otras; mientras que en el sistema inmune se hallan los órganos linfoides secundarios (bazo, anillo de Waldeyer, ganglios linfáticos, tejido linfoide asociado a diferentes mucosas, apéndice) y los terciarios.6)
En el sistema nervioso central y periférico, el glutamato monosódico ocasiona crisis convulsivas, enlentecimiento del aprendizaje, hiperactividad, agresividad, disminución de la actividad motora y de la fuerza muscular, manifestaciones atáxicas, aumento de la neurotoxicidad en modelos de esclerosis lateral amiotrófica y esclerosis autoinmune.14,15,16,17,18,19,20,21,22
Asimismo, provoca hipertensión arterial, degeneración y necrosis en las fibras cardíacas e incremento de los procesos aterogénicos.23,24 Aumenta la secreción de citocinas proinflamatorias y la quimiotaxis de células inflamatorias. Disminuye la producción de IgA, lo que aumenta la ocurrencia de procesos infecciosos en las mucosas.5 Permite inducir animales obesos con alteraciones en los perfiles glucídicos, lipídicos, intolerancia a la glucosa, resistencia periférica a la insulina y disfunción de los islotes pancreáticos.17,25,26
Se han comprobado alteraciones reproductivas durante el período neonatal y la adultez. En los machos causa anomalías morfológicas de los espermatozoides, reduce la espermatogénesis, causa hemorragia testicular y destruye la arquitectura de los túbulos seminíferos. Además, induce la disminución significativa en los pesos absolutos y relativos de los testículos, el epidídimo, la próstata y la vesícula seminal; limita la altura del epitelio seminífero y el diámetro tubular; y afecta la maduración de los espermatozoides porque acelera su tránsito. En las hembras restringe los ovocitos y desarrolla los quistes ováricos foliculares, folículos primarios y atrésicos totales.27,28,29)
La placenta impide el paso del ácido glutámico materno al feto y mantiene la homeostasis de sus concentraciones. Esta sustancia se produce en el hígado por el feto y el lactante.2 Sus acciones excitotóxicas afectan el eje hipotalámico-hipofisiario-mamario para la secreción láctea: roedores hembras tienen menos leche materna y de poca calidad, lo cual se evidencia en el peso corporal de las crías durante el período neonatal.5
El glutamato monosódico destruye la arquitectura renal. Produce fibrosis y orinas alcalinas. Incrementa los cálculos y la hidronefrosis. Induce la infiltración de células inflamatorias en el parénquima renal.30,31) Causa involución del tejido tímico, lo que incide negativamente en la respuesta inmune celular adquirida. Potencia la inflamación crónica al aumentar la producción de citocinas proinflamatorias y el patrón T helper 1 (Th1). Altera el procesamiento y presentación antigénica; exacerba los brotes en la esclerosis autoinmune; facilita las metástasis en el cáncer;15,32,33,34 y favorece la esteatosis, la distorsión de la arquitectura hepática, y la hipertrofia y la infiltración de células inflamatorias en el bazo.15)
Los receptores de la melatonina se distribuyen en el sistema nervioso, cardiovascular, reproductivo y gastrointestinal.35,36 Esta neurohormona regula los ritmos circadianos, es antiinflamatoria, inmunomoduladora, anticancerígena y antioxidante. Mejora la actividad de los linfocitos citolíticos naturales (NK), estimula secreción de las interleucinas 2 (IL-2) e IL-6, y previene la formación de tumores al activar a los linfocitos y los monocitos-macrófagos. Mantiene el equilibrio en el tracto reproductor femenino, y favorece el aprendizaje, la memoria y las manifestaciones conductuales.37)
Un incremento en los niveles de ácido glutámico periférico pudiera dañar los sitios de síntesis de melatonina. En los modelos murinos se describe un estado de inflamación crónica mantenida, evidenciado en diferentes enfermedades;32,33 pero, según demostraron varios autores, un aumento de glutamato en sangre no altera la homeostasis inflamatoria.
En los modelos animales de neurotoxicidad, el glutamato monosódico deteriora la acción coordinada del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal inmune. Los linfocitos T y B tienen receptores para modular las funciones el ácido glutámico, que se libera por las células dendríticas en el procesamiento y la presentación antigénica, durante la sinapsis inmunológica, y se une a los receptores metabotrópico de Glu1 en el linfocito T. Esto conlleva a su proliferación y la secreción de citocinas del patrón Th1;6,38 también pudiera ser una de las causas de que la respuesta inmune induzca daño en tejidos del organismo como sucede en las enfermedades reumatológicas.38
La esclerosis múltiple es una enfermedad autoinmune de carácter inflamatorio y neurodegenerativa, relacionada con infecciones virales crónicas como el virus de Epstein Barr. En los modelos murinos, cuando se administra el glutamato monosódico, ocurre desmielinización del sistema nervioso central, la médula espinal y daño de la barrera hematoencefálica, aunque los mecanismos no están esclarecidos.39 Los niveles elevados de glutamato periférico modifican la homeostasis inmunológica y la respuesta inmune lesiona las vainas de mielina. En los pacientes con esclerosis múltiple mantener los niveles basales de ácido glutámico se considera una alternativa de diagnóstico y tratamiento.
Las elevaciones de glutamato favorecen ciertos cánceres como el glioma. En esta tumoración se compromete barrera hematoencefálica, esto causa mayor entrada de ácido glutámico al sistema nervioso central y, en consecuencia, se amplifican los mecanismos inflamatorios dañinos.33 El glutamato se incrementan en condiciones patológicas agudas isquémicas, hemorrágicas, traumatismos y enfermedades cerebrales crónicas neurodegenerativas. El daño directo a las neuronas y las glías, la disfunción de los transportadores de ácido glutámico y la exocitosis de las vesículas glutaminérgicas resultan mecanismos que propician esta situación.33
Varios tejidos periféricos tienen receptores para el glutamato monosódico y, por ende, se dañarían sus funciones al elevarse los niveles plasmáticos de esta sustancia. Se complejiza establecer con precisión si la obesidad, el síndrome metabólico, las manifestaciones de autoinmunidad y las alteraciones al sistema inmune, estimuladas por la sal glutamato, se causan por la afectación del suprasistema neuroendocrinoinmune.
La pandemia de COVID-19 planteó un reto a los sistemas sanitarios del planeta. El virus SARS-CoV-2 utilizó como puerta de entrada receptores moleculares con distribución en pulmones, arterias, venas, riñones, hígado, corazón y tejido nervioso. Se describió su neurotropismo y neurovirulencia.40) La coinfección de la COVID-19 con otros agentes neurotrópicos, como el Dengue, el Zika, el Chikungunya o el nemátodo Angiostrongylus cantonensis, provocó secuelas desconocidas en el sistema nervioso de los individuos. Los mecanismos proinflamatorios y de daño neurológico, asociados al consumo de glutamato monosódico, agravaron la compleja situación sanitaria de los países donde estas enfermedades son endémicas.36
Conclusiones
El glutamato monosódico en roedores puede causar alteraciones en los órganos del suprasistema neuroendocrinoinmune y afectar sus funciones homeostáticas. Trae como consecuencias roedores obesos, con trastornos metabólicos, reproductivos e inmunes. Los mecanismos patogénicos no se conocen con exactitud. Se deben estudiar los perjuicios de su consumo en animales y comparar los diferentes modelos de obesidad relacionados con esta sustancia. Las inconsistencias y contradicciones en la extrapolación de los datos y las implicaciones fisiológicas obtenidas, en murinos u otras especies, al ser humano exigen realizar análisis epidemiológicos y estadísticos rigurosos. Quedan pendientes muchas interrogantes sobre las modificaciones fisiopatológicas del ácido glutámico; por tanto, se debe cuidar el consumo de productos que lo contengan, especialmente en personas con enfermedades inflamatorias de base.
