Glucación no enzimática de la antitrombina. Implicaciones en el riesgo trombótico de pacientes con diabetes mellitus / Non-enzymatic antithrombin glycation. Association with atherothrombotic risk in diabetic patients

RESUMEN

Introducción/objetivos. La glucación no enzimática incorpora azúcares a los residuos lisina y arginina de proteínas, lo que puede alterar su función. La glucación de la antitrombina, un potente anticoagulante natural, podría asociarse con el riesgo trombótico observado en situaciones de hiperglucemia, como la diabetes mellitus. Nuestro objetivo fue estudiar el efecto de la glucación de la antitrombina y determinar si es relevante en las complicaciones trombóticas de la diabetes mellitus. Métodos. 1. Glucación no enzimática in vitro de antitrombina plasmática y purificada con metilglioxal y glucosa. 2. Se analizó el efecto de diferentes compuestos sobre la glucación no enzimática de la antitrombina in vitro. 3. Estudio de 101 pacientes diabéticos. En todas las muestras se analizaron los valores antigénicos, la actividad anti-FXa, las características conformacionales y la afinidad a la heparina de la antitrombina. Resultados. La glucación no enzimática in vitro de la antitrombina con metilglioxal o glucosa no ocasiona modificaciones conformacionales significativas en la molécula, pero induce su transformación a una forma con baja afinidad por la heparina, que explica la pérdida significativa de su actividad (valor < 40% del basal). Este efecto se previene con heparina, aminoguanidina y catequina. Los pacientes diabéticos muestran menores valores antigénicos y funcionales de antitrombina (80%) que los sujetos controles, pero esta disminución no se correlaciona con la glucemia ni con los valores de hemoglobina glucosilada. Conclusiones. La glucación de residuos lisina y arginina localizados en el sitio de unión a la heparina de la antitrombina reduce significativamente su actividad anticoagulante, aunque puede ser protegida por la heparina, la aminoguanidina y la catequina. Sin embargo, la relevancia de la glucación de la antitrombina en pacientes diabéticos es apenas perceptible debido a la lenta acción glucante de la glucosa, y a la reducida vida media de la antitrombina (AU)

ABSTRACT

Introduction/Aims. Non-enzymatic glycation of proteins can impair their function by incorporating sugars into their lysine and arginine residues. Glycation of antithrombin, a powerful anticoagulant, might be associated with the thrombotic risk observed in hyperglycemic conditions such as diabetes mellitus. Our aim was to study the effects of antithrombin glycation and determine its significance in the thrombotic complications observed in diabetes. Methods. 1) In vitro study of non-enzymatic glycation of purified and plasma antithrombin by their incubation with methylglyoxal and glucose. 2) The effect of different compounds on the in vitro glycation of antithrombin was analyzed. 3) We studied 101 diabetic patients. Antigen levels, anti-FXa activity, conformational features and antithrombin affinity to heparin were determined. Results. In vitro non-enzymatic glycation of antithrombin with methylglyoxal or glucose caused no significant conformational change in the molecule, but induced the transformation to a low heparin-affinity form, which explains the significant loss of activity observed (< 40% of basal). This effect was prevented by heparin, aminoguanidine and catechin. Diabetic patients presented lower antigenic and antithrombin functional levels (80%) than controls. However, no correlation between activity or antigen levels of antithrombin and glycemia or glycosylated hemoglobin was found in diabetic patients. Conclusions. In vitro glycation of lysine and arginine residues located in the heparin-binding site of antithrombin significantly reduces its anticoagulant activity. Interestingly, heparin, aminoguanidine and catechin prevented this effect. However, the non-enzymatic glycation of antithrombin in diabetic patients seems to be mild, since the action of glucose is very slow and the half life of antithrombin in plasma is short (AU)