La célula es reconocida como la unidad básica de la vida, presente en todos los organismos vivos, quienes poseen al menos una célula que realiza funciones esenciales como nutrirse, crecer, multiplicarse, diferenciarse y reaccionar a estímulos químicos (Sánchez Amador, 2021). En el caso del ser humano, se estima que el cuerpo contiene un promedio de 30 billones de células, donde los glóbulos rojos son los más abundantes, alcanzando aproximadamente 5.000 millones por milímetro cúbico de sangre, y desempeñan un papel crucial en el transporte de oxígeno. Así, cada individuo está constituido por todas sus células, desde aquellas que se descaman en la epidermis hasta las neuronas que lo acompañan durante toda su vida, evidenciando la importancia de cada una en la conformación del organismo. En este contexto, según Sánchez Amador (2021), los peroxisomas emergen como orgánulos relevantes, cuyo estudio ofrece una comprensión más profunda sobre las funciones celulares y su contribución al bienestar del organismo.
¿Qué son los Peroxisomas?
Los peroxisomas son orgánulos citoplasmáticos que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas, las cuales se caracterizan por tener el núcleo diferenciado del resto del citoplasma mediante una membrana, lo que los clasifica como componentes trascendentales de los organismos pluricelulares (Sánchez Amador, 2021). En correspondencia con Sánchez Amador (2021), se define un orgánulo como una parte constitutiva esencial de la célula, que posee una unidad estructural y cumple funciones específicas; entre los diversos orgánulos se encuentran las mitocondrias, los cloroplastos, las vacuolas y, por supuesto, los peroxisomas.
En particular, los peroxisomas son orgánulos de forma redondeada, rodeados por una membrana y con un diámetro que oscila entre 0,1 y 1 micrómetro, en cuyo interior albergan enzimas cruciales para la realización de diversas reacciones metabólicas que son esenciales para el metabolismo celular, permitiendo que cada uno de estos orgánulos obtenga la energía necesaria para llevar a cabo sus funciones (Sánchez Amador, 2021). Se estima que dentro de cada peroxisoma hay, en promedio, alrededor de 50 enzimas diferentes que catalizan reacciones diversas, las cuales varían según el tipo de célula que contenga el orgánulo y su estado fisiológico. Por ejemplo, Sánchez Amador (2020) señala que estos orgánulos poseen el 10% de la actividad total de dos enzimas involucradas en la vía de las pentosas - fosfato, las cuales están estrechamente relacionadas con la glucólisis, un proceso que implica la oxidación de la glucosa para la obtención de energía.
Diferencias con Otros Orgánulos
Los peroxisomas se diferencian notablemente de los orgánulos típicos, como por ejemplo de las mitocondrias y los cloroplastos, en términos de complejidad y función (Sánchez Amador, 2021). A diferencia de estos, los peroxisomas no presentan material genético propio, es decir, carecen de ADN circular, están únicamente rodeados por una membrana y no contienen mitorribosomas ni clororribosomas en su matriz. Según Sánchez Amador (2021), la teoría endosimbiótica sugiere que tanto las mitocondrias como los cloroplastos eran bacterias y arqueas procariotas ancestrales que fueron ingeridas por células eucariotas, lo que complica la comparación de su complejidad fisiológica dentro del contexto celular.
Desde un punto de vista morfológico, los peroxisomas son semejantes a los lisosomas; sin embargo, comparten con orgánulos evolutivamente más complejos la característica de que las proteínas que los constituyen provienen de ribosomas libres en el citoplasma (Sánchez Amador, 2021). En ausencia de la actividad de síntesis de proteínas realizada por estos ribosomas, los peroxisomas, así como las mitocondrias y los cloroplastos, no podrían formarse. No obstante, dado que los peroxisomas carecen de un genoma propio, todas sus proteínas deben originarse de los ribosomas citosólicos. En contraste, de acuerdo con Sánchez Amador (2021), en las mitocondrias y cloroplastos, un pequeño porcentaje de las moléculas proteicas se sintetiza dentro de estos orgánulos.
Funciones
Los peroxisomas, denominados así debido a que las primeras enzimas descubiertas en su interior fueron las peroxidasas, pueden contener más de 50 enzimas diferentes (Megías et al., 2024). Inicialmente, estos orgánulos se definieron como estructuras encargadas de llevar a cabo reacciones oxidativas, lo que resultaba en la producción de peróxido de hidrógeno, gracias al descubrimiento de las enzimas peroxidasas presentes en su interior (Sánchez Amador, 2021). Sánchez Amador (2020) menciona que, dado que el peróxido de hidrógeno es un compuesto potencialmente dañino para la célula, los peroxisomas también albergan enzimas catalasas, que descomponen este compuesto en agua o lo utilizan para oxidar otros sustratos.
En el peroxisoma, se llevan a cabo diversas reacciones oxidativas, destacándose la oxidación del ácido úrico, de aminoácidos y de ácidos grasos (Sánchez Amador, 2021). Curiosamente, aunque la enzima urato - oxidasa, responsable de oxidar el ácido úrico a 5 - hidroxiisourato, se encuentra presente en muchos organismos, no se halla en los humanos. A pesar de que los humanos poseen el gen que codifica esta enzima, este no es funcional debido a una mutación. Uno de los aspectos más destacados de los peroxisomas es su papel en la oxidación de ácidos grasos, que constituyen una fuente de energía fundamental para el funcionamiento de los organismos vivos, tanto a nivel micro como macroscópico. En las células animales, la oxidación de estas biomoléculas lipídicas ocurre en los peroxisomas y en los ribosomas. Sin embargo, según Sánchez Amador (2021), en otras especies, como por ejemplo las levaduras, los peroxisomas son los únicos orgánulos capaces de realizar este proceso.
Además de proporcionar un compartimento especializado para las reacciones oxidativas, los peroxisomas están involucrados en la biosíntesis lipídica (Sánchez Amador, 2021). En los animales, tanto el colesterol como el dolicol, un lípido fundamental en la bicapa de membrana, se sintetizan en los peroxisomas y el retículo endoplasmático. En las células hepáticas, estos versátiles orgánulos también son responsables de la producción de ácidos biliares, que se derivan del colesterol. Por si esto no fuera suficiente, los peroxisomas contienen las enzimas necesarias para la síntesis de plasmalógenos, fosfolípidos que son especialmente importantes en la estructura del tejido cardíaco y cerebral. En resumen, en correspondencia con Sánchez Amador (2021), los peroxisomas son centros esenciales en la utilización de oxígeno y desempeñan múltiples funciones cruciales a nivel tanto tisular como celular.
La Plasticidad y Multiplicación de los Peroxisomas
Los peroxisomas muestran una plasticidad notable dentro del mundo de los orgánulos (Sánchez Amador, 2021). Estos pequeños cuerpos circulares tienen la capacidad de multiplicarse tanto en número como en tamaño en respuesta a determinados estímulos fisiológicos, y posteriormente pueden regresar a su estado inicial una vez que el desencadenante externo ha cesado. Además, los peroxisomas son capaces de modificar su repertorio enzimático según la situación fisiológica del organismo. Conforme con Sánchez Amador (2021), esta adaptabilidad se debe a un proceso de multiplicación altamente eficiente conocido como estrangulamiento.
Para dar inicio a este proceso, es crucial que la membrana del peroxisoma se encuentre en contacto con la del retículo endoplasmático, un evento que permite el traspaso de lípidos de membrana del retículo endoplasmático hacia el peroxisoma, lo que a su vez incrementa su superficie útil (Sánchez Amador, 2021). Una vez que este ha recibido esta "donación" de lípidos, es capaz de dividirse en dos nuevos orgánulos, los cuales madurarán su contenido proteico, tanto en su interior como en la membrana, a medida que los ribosomas libres produzcan las proteínas necesarias para su funcionamiento. Además de estas capacidades, es relevante mencionar que la célula del organismo vivo tiene la habilidad de generar peroxisomas desde cero cuando todos los peroxisomas preexistentes han desaparecido del citosol. Según Sánchez Amador (2021), este proceso, aunque complejo a nivel bioquímico, se puede entender de manera simplificada como el resultado de la síntesis de vesículas en el retículo endoplasmático y las mitocondrias de la célula.
Trastornos Peroxisomales
Los trastornos peroxisomales constituyen un conjunto de trastornos metabólicos hereditarios que se desarrollan cuando los peroxisomas están ausentes o no funcionan adecuadamente (Demczko, 2024). En el contexto de los trastornos hereditarios, estos se originan cuando los padres transmiten genes defectuosos responsables de la aparición de dichos trastornos. Es importante señalar que existen diferentes clasificaciones de trastornos hereditarios, y en la mayoría de los casos de trastornos peroxisomales, ambos padres de un niño afectado son portadores de una copia del gen anómalo. Normalmente, se requieren dos copias del gen defectuoso para que el trastorno se manifieste, lo que implica que, en la mayoría de las situaciones, ninguno de los progenitores presenta síntomas del mismo. Adicionalmente, conforme con Demczko (2024), algunos trastornos peroxisomales están asociados al cromosoma X, lo que implica que una sola copia del gen anormal puede ser suficiente para que el trastorno se presente en los niños varones.
Enfermedad de Refsum
Se caracteriza por la acumulación de ácido fitánico en los tejidos, el cual es un subproducto del metabolismo lipídico (Demczko, 2024). Esta acumulación puede provocar diversas lesiones en los nervios y en la retina, así como pérdida de audición, anosmia (pérdida del sentido del olfato), movimientos espásticos, y alteraciones tanto óseas como cutáneas. Aunque los síntomas suelen manifestarse durante la veintena, existe la posibilidad de que su aparición se retrase hasta una edad más avanzada. Para diagnosticarla, los médicos realizan análisis de sangre con el objetivo de verificar si la concentración de ácido fitánico se encuentra elevada. El tratamiento de esta enfermedad se centra en evitar el consumo de alimentos que contengan ácido fitánico, tales como productos lácteos, carne de res y cordero, así como pescados grasos, entre los cuales se incluyen el atún, el bacalao y el eglefino (abadejo). Adicionalmente, según Demczko (2024), puede ser útil la plasmaféresis, un procedimiento que facilita la extracción del ácido fitánico de la sangre.
Condrodisplasia Punctata Rizomélica
Los síntomas se manifiestan en la infancia e incluyen características distintivas como una apariencia hundida en el centro de la cara, extremidades notablemente cortas, frente prominente, fosas nasales pequeñas, así como cataratas y escamas en la piel que pueden llevar a descamación en la piel (Demczko, 2024). Además, se observa una desaceleración significativa en la actividad física, que afecta tanto el movimiento como el habla. Es común la presencia de defectos en la columna vertebral, lo que agrava aún más la condición. El diagnóstico se realiza a través de radiografías y análisis de sangre, y se llevan a cabo pruebas genéticas para confirmar la presencia de esta enfermedad. Aunque actualmente no existe un tratamiento específico, se recomienda que los lactantes con niveles elevados de ácido fitánico en sangre eviten el consumo de alimentos que contengan dicho ácido. De acuerdo con Demczko (2024), entre estos alimentos se incluyen productos lácteos, carne de res y de cordero, así como pescados grasos como el atún, el bacalao y el abadejo.
Adrenoleucodistrofia Ligada al Cromosoma X
Se reconoce como el trastorno peroxisomal más prevalente, afectando principalmente al encéfalo, la médula espinal y las glándulas suprarrenales (Demczko, 2024). Debido a la localización del gen defectuoso en el cromosoma X, este trastorno afecta en su mayoría a niños varones. La forma cerebral de la adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X típicamente se manifiesta entre los 4 y 8 años. Durante este periodo, los niños presentan síntomas relacionados con problemas de atención, los cuales, con el tiempo, evolucionan hacia dificultades conductuales severas, demencia y trastornos en la visión, audición y movilidad. De conformidad con Demczko (2024), esta forma de la enfermedad puede resultar en discapacidad total y, lamentablemente, en muerte varios años después del diagnóstico, aunque existen también presentaciones más leves que afectan a adolescentes y adultos.
Por otro lado, la adrenomieloneuropatía (AMN) representa una variante menos severa de la adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X, afectando a individuos en sus veintes o treintas (Demczko, 2024). Aquellos que la padecen, pueden experimentar síntomas de rigidez, debilidad y dolor en las piernas, los cuales tienden a empeorar progresivamente con el tiempo. Los problemas neurológicos asociados a esta forma de la enfermedad pueden llevar al mal funcionamiento del esfínter urinario y de los órganos sexuales. En algunos casos, según Demczko (2024), los pacientes también desarrollan síntomas relacionados con la forma cerebral de la enfermedad.
Es relevante mencionar que las personas con cualquier forma de adrenoleucodistrofia ligada al cromosoma X pueden experimentar una actividad reducida de las glándulas suprarrenales, lo que puede resultar en insuficiencia suprarrenal, conocida como enfermedad de Addison, sin que necesariamente presenten problemas en el encéfalo y la médula espinal (Demczko, 2024). Para el diagnóstico, los médicos suelen emplear una resonancia magnética nuclear del cerebro, así como un análisis de sangre para detectar ácidos grasos específicos. La confirmación del diagnóstico se realiza mediante secuenciación genética. Además, existen pruebas genéticas que permiten evaluar si una pareja tiene un riesgo de tener un hijo con esta enfermedad. En algunos casos, el trasplante de médula ósea o el trasplante de células madre pueden ser tratamientos eficaces. Por último, de acuerdo con Demczko (2024) aquellos que presentan problemas en las glándulas suprarrenales suelen recibir tratamiento con corticoesteroides.
Síndrome de Zellweger, Adrenoleucodistrofia Neonatal y Enfermedad Refsum Infantil
Los tres trastornos que se agrupan bajo el término "trastornos del espectro Zellweger" presentan síntomas superpuestos y afectan diversas partes del cuerpo (Demczko, 2024). Entre ellos, el síndrome de Zellweger se considera la forma más grave, mientras que la enfermedad de Refsum infantil se clasifica como la forma menos severa. En correspondencia con Demczko (2024), tanto el síndrome de Zellweger como la adrenoleucodistrofia neonatal suelen manifestarse durante la primera infancia, en contraste con la enfermedad de Refsum, que puede aparecer más tarde, e incluso en algunos casos, en la edad adulta.
Los síntomas asociados a estos trastornos son variados e incluyen características faciales distintivas, así como defectos en el encéfalo y la médula espinal (Demczko, 2024). Asimismo, se presenta la destrucción de los tejidos que recubren los nervios, conocida como desmielinización, convulsiones en recién nacidos y tono muscular débil, conocido como hipotonía. En ciertos casos, los niños afectados pueden experimentar un agrandamiento del hígado y la presencia de quistes renales. De la misma manera, es posible que presenten extremidades cortas y una anomalía ósea específica llamada condrodisplasia punctata, que afecta el crecimiento de los huesos largos. Según Demczko (2024), otros síntomas pueden incluir cataratas, un crecimiento anormal de los vasos sanguíneos en los ojos, conocido como retinopatía, pérdida de audición, así como debilidad, entumecimiento y dolor en las manos y los pies.
El desarrollo de la actividad física, incluyendo el movimiento y el habla, tiende a verse ralentizado (Demczko, 2024). Los médicos suelen sospechar la presencia de estos trastornos al detectar concentraciones elevadas de ciertos ácidos grasos en la sangre, y para confirmar el diagnóstico, se realizan pruebas genéticas. Aunque actualmente no existe un tratamiento específico para estos trastornos, Demczko (2024) menciona que se emplean diversos medicamentos y tratamientos con el objetivo de controlar los síntomas.
Referencias
Demczko, M. (2024). Trastornos Peroxisomales. Manual MSD. https://www.msdmanuals.com/es/hogar/salud-infantil/trastornos-metabólicos-hereditarios/trastornos-peroxisomales
Megías, M., Molist, P., & Pombal, M. Á. (2024). Peroxisomas. Atlas de Histología Vegetal y Animal. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/6-peroxisomas.php
Sánchez Amador, S. A. (2021, abril 15). Peroxisomas: Qué son, Características y Funciones. Psicología y Mente. https://psicologiaymente.com/salud/peroxisomas
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