Taurina y relación madre feto

La taurina (ácido 2-aminoetanosulfónico) es un ácido orgánico que contiene sulfuro con varias funciones biológicas, incluyendo estabilización de la membrana, regulación del volumen celular, translocación de proteínas mitocondriales, actividad anti-oxidante y modulación de los niveles intracelulares de calcio. Adicionalmente, la taurina  estructuralmente se asemeja a los neurotransmisores ácido γ-aminobutírico (GABA) y glicina e interactúa con receptores GABA_A y receptoresde glicina para inducir corrientes de cloruro en células neuronales. En los mamíferos, los adultos sintetizan taurina en el hígado a partir de metionina/cistina, aunque fetos y niños tienen limitada capacidad para sintetizar taurina porque tienen niveles limitados de γ-cistationasa y ácido cisteína sulfínico (CSAD) en hígado y cerebro. Fetos y niños dependen de la taurina aportada por la madre vía placenta o leche materna. La taurina es el principal constituyente del pool de aminoácidos en la leche materna en muchas especies, incluyendo humanos, chimpancés y ratas. En la leche materna de estas especies, la taurina tiene la segunda concentración más alta después del glutamato.

   El sistema de transporte de taurina es energizado por un gradiente de Na⁺,  requiere Cl^- y su actividad es inhibida por Ca²⁺/proteína quinasa dependiente de diacilglicerol (PKC). La salida de taurina es estimulada por condiciones hipoosmóticas. La regulación aguda de la actividad del  transportador de taurina (TauT) involucra un desvío en el pH, el potencial de membrana y fosforilación/desfosforilación  de TauT. TNF-α, lipopolisacáridos (LPS) y dietil maleato (DEM) incrementan significativamente la captación de taurina, pero el H₂O₂ disminuye la captación de taurina. Entonces, los factores que aumentan agudamente el transporte de taurina por TauT incluyen condición hipertónica, TNF-α, cortisol, LPS y DEM. Los factores que agudamente inhiben el transporte de taurina por TauT incluyen altos niveles de glucosa, condición hipoosmótica y H₂O₂.

   La taurina es el aminoácido libre más abundante en la placenta humana. La placenta humana transporta taurina de la madre al feto por un proceso activo porque la concentración de taurina en la sangre fetal es mayor que en la sangre materna. Por otra parte, la concentración placentaria de taurina es 100-150 veces mayor que en las circulaciones fetal y materna. Las células del sincitiotrofoblasto (STB) en la placenta poseen un sistema de transporte activo para taurina. El STB representa la barrera primaria para transferir nutrientes de la madre al feto en la placenta humana. La sangre materna se acumula en el espacio intervelloso y baña la membrana de las microvellosidades (MVM). La membrana plasmática basal (BM) del STB está orientada hacia la circulación fetal. Los transportadores que transfieren aminoácidos, glucosa y ácidos grasos son expresados en ambas membranas plasmáticas del STB. El transporte de taurina al feto también incluye su captación por la sangre materna por transferencia a través de la MVM del STB y, posteriormente, es  transportada al feto a través de la BM. Las concentraciones tisulares de taurina en la placenta humana son 100-200 veces mayor que en la sangre materna, indicando la presencia de un eficiente trasporte activo de taurina en la MVM. El transporte de taurina dependiente de la actividad de Na+, el cual está basado en TauT, en la BM es solo 6% del transporte en MVM. El líquido amniótico (AF) contiene factores de crecimiento y nutrientes que facilitan el crecimiento fetal. El AF contiene taurina en mayores cantidades que en el suero materno. Al mismo tiempo, la mayoría de los otros aminoácidos tienen concentraciones menores en el AF que en la sangre materna y fetal, indicando la actividad de un mecanismo no identificado por el cual el AF es enriquecido con taurina.

   La preeclampsia (PE) está asociada con la señal NO. Por tanto, la observación que la PE está asociada con reducida actividad de TauT es consistente con la observación que el NO disminuye la captación de taurina. Por otra parte, los altos niveles de glucosa inhiben la actividad de TauT, por lo que se puede inferir que la PE y la obesidad están asociadas con reducida actividad placentaria de TauT porque los altos niveles de glucosa están asociados con  ambas condiciones fisiológicas. Los factores ambientales maternos incluyendo obesidad, PE y restricción de nutrientes pueden suprimir el transporte placentario de  taurina e influir en el desarrollo fetal.

   La taurina es un componente significativo de los aminoácidos libres en la leche de muchas especies y es segundo en concentración después del glutamato. La síntesis de leche es el resultado combinado de varios procesos intracelulares en las células epiteliales mamarias (MEC). Las proteínas sintetizadas en el retículo endoplásmico de las MEC son empacadas en vesículas en el aparato de Golgi y luego liberadas por exocitosis. Algunas vesículas que contienen otras proteínas como IgA son transportadas a través de la membrana apical. Algunos monosacáridos, sodio, potasio, cloruro y agua pueden pasar directamente a través de la membrana apical. Bajo la influencia de la progesterona y la prolactina, las MEC se diferencian en un complejo lobuloalveolar: una capa simple de MEC polarizadas que rodea una luz conectada al sistema ductal central. Con la caída de progesterona al final del embarazo, cuando se forman uniones estrechas entre las MEC, la leche es contenida en la luz del complejo lobuloalveolar y se vuelve disponible para secreción. Los transportadores de taurina son expresados en la glándula mamaria. Además de la taurina de sangre materna que es transportada por MEC, una cantidad significativa de taurina contenida en la leche materna puede ser sintetizada de novo en las MEC.

   La leche humana contiene una gran cantidad de taurina (450-500 mg/l), lo cual ha dado lugar a la noción ampliamente aceptada que la taurina funciona como un aminoácido semi-esencial. Esta observación, ampliamente aceptada, ha apoyado la decisión de US Food and Drug Administration para permitir agregar taurina a las fórmulas infantiles. El contenido promedio de taurina encontrado en las fórmulas infantiles es similar al de la leche humana. Entre los factores ambientales relevantes para el transporte de taurina a la cría vía leche materna, la administración excesiva de β-alanina puede ser un factor que disminuye la concentración de taurina en la leche materna, mientras el estrés materno puede aumentar el transporte de taurina a la leche. El aumentado transporte de taurina en la leche bajo condiciones de estrés materno puede estar asociado con la regulación al alza de la actividad de TauT por la hormona del estrés, cortisol, a nivel celular.

   La taurina es uno de los aminoácidos más abundantes en el sistema nervioso central (SNC) en desarrollo. La taurina extracelular estimula neuronas y células progenitoras neuronales principalmente por medio del receptor GABA_A con afinidades por subtipos de receptores específicos.  La taurina también funciona como un agonista de receptores GABA_B   y como agonista parcial de receptores de glicina. Las neuronas tienen etapas de maduración específicas  durante el desarrollo cerebral, incluyendo neurogénesis, migración neuronal y maduración anatómica y funcional, donde la taurina puede funcionar como señal extrínseca para los progenitores neuronales (NP) y las nuevas neuronas generadas en el SNC en desarrollo. Durante la neurogénesis, los NP en una región específica  del SNC producen tipos específicos de neuronas en un orden definido con tiempo preciso a través del curso del desarrollo del SNC. Las especificaciones temporales y espaciales de los NP son esenciales para la histogénesis del SNC. Los progenitores neurales expresan receptores GABA_A en la corteza cerebral en desarrollo. La disrupción de la interacción taurina-receptor GABA_A puede resultar en desórdenes del neurodesarrollo. Los receptores de glicina también participan en la regulación de la migración radial de las neuronas nuevamente generadas.

  En la corteza en desarrollo, la taurina se acumula en las células en capas específicas llamadas la zona marginal (ZM) y la subplaca. Unas pocas células de la placa cortical también contienen altas concentraciones de taurina. La taurina extracelular es liberada de las células a través de canales de aniones regulados por volumen. La MZ es la capa más superficial compuesta por neuronas formadas tempranamente en la corteza en desarrollo. Las células Cajal-Retzius en la MZ expresan receptores de glicina cuya activación en la MZ resulta en  despolarización de la membrana. El AF contiene taurina en mayores concentraciones que el suero materno. El AF atrapado en el tubo neural sirve como fluido cerebro espinal (CSF) inicial durante el cierre del tubo neural. Las células del ventrículo lateral también son ricas en taurina, especialmente en la fase temprana del desarrollo cortical, sugiriendo que el CSF contenido en los ventrículos puede ser una fuente  de taurina extracelular en la corteza en desarrollo. En suma: la taurina extracelular funciona como un agonista para receptores GABA_A,  GABA_B y receptores de glicina. La taurina extracelular es liberada de las células vía canales sensibles a volumen o está presente en el CSF, el cual se origina a partir del AF en la fase inicial del desarrollo cerebral, y es contenido en los ventrículos del cerebro en desarrollo.

   La taurina posee varias funciones celulares y fisiológicas. La taurina como estabilizador de la membrana está involucrada en la regulación del volumen celular y la homeostasis celular de calcio, es incorporada en uridinas modificadas en tARN mitocondrial, exhibe efectos antioxidantes, modula la inflamación y la apoptosis, y promueve la reparación tisular en combinación con aminoácidos de cadena ramificada. Por otra parte, la taurina puede influir directamente en el microbioma por su potencial como suplidor de sulfuro o por su capacidad para  conjugar con ácidos biliares primarios. Por tanto, la taurina podría indirectamente afectar el desarrollo del huésped a través de la microbiota intestinal residente.

   En conclusión, los fetos e infantes de mamíferos tienen poca capacidad para sintetizar taurina y dependen de la taurina de la madre vía la placenta o la leche materna. El transporte de taurina de la madre al feto subyace el funcionamiento de varios factores fisiológicos que determinan un desarrollo saludable. La transferencia de taurina vía la placenta puede ser inhibida por varios factores ambientales, incluyendo obesidad materna, preeclampsia y malnutrición. En la leche materna, el estrés de la madre incrementa la concentración de taurina, mientras la excesiva ingesta materna de β-alanina resulta en una disminución en la concentración de taurina. La depleción de taurina tiene varios diversos efectos adversos en el desarrollo del feto.

Fuente: Tochitani S (2022). Taurine: a maternally derived nutrient linking mother and offspring. Metabolites 12: 228.