Cinurenina

La cinurenina es el principal producto de degradación del aminoácido esencial triptófano. El cuerpo humano puede producir cinurenina a partir del catabolismo del triptófano en el hígado a través de la vía de la cinurenina, pero también puede tomar cinurenina de la dieta. Los alimentos ricos en cinurenina incluyen productos fermentados como el yogur y el kéfir, y alimentos derivados de plantas como el sésamo, las algas, la miel multifloral, la lavanda de espiga, el girasol y la espirulina. Cada vez hay más pruebas de que el microbioma intestinal desempeña un papel crucial en la vía de la cinurenina, aunque los mecanismos moleculares no se conocen del todo.

Una vez absorbida en el tracto gastrointestinal, la cinurenina se distribuye a diferentes órganos, incluido el cerebro, y se degrada posteriormente. La vía metabólica del triptófano-quinurenina produce metabolitos neuroprotectores y neurotóxicos, es decir, moléculas inmunomoduladoras y proveedoras de energía que influyen significativamente en la salud neurológica, la respuesta inmunitaria, la función cerebral y el metabolismo energético muscular.

La cinurenina y el microbioma intestinal

Tras ingerir una comida rica en triptófano, la microbiota intestinal produce el neurotransmisor serotonina, así como indol y derivados del indol. Aunque en última instancia esto desplaza la degradación del triptófano de la vía de la cinurenina, una gran cantidad del triptófano absorbido se transporta al hígado y se convierte en cinurenina y metabolitos de la cinurenina. Dado que algunos de estos metabolitos tienen funciones tóxicas en el sistema nervioso central y el sistema inmunitario, es crucial lograr un equilibrio adecuado entre las vías de la serotonina, el indol y la cinurenina.

Por ejemplo, se han observado cambios en el metabolismo de la cinurenina en pacientes que sufren migrañas, diversas enfermedades neurológicas y trastornos gastrointestinales funcionales como la celiaquía y las enfermedades inflamatorias intestinales ¹. También se ha observado una relación entre un microbioma intestinal alterado, los ácidos grasos de cadena corta de origen microbiano y una mayor actividad de la vía de la cinurenina en trastornos cardiometabólicos como la diabetes de tipo 2, la hipertensión y la ^{insuficiencia} cardiaca1.

Cinurenina y trastornos neurodegenerativos

Dado que los metabolitos derivados de la cinurenina influyen en la emoción, la cognición, el dolor, la función metabólica y el envejecimiento, la vía de la cinurenina se ha convertido en un foco crucial de la investigación en salud neurológica. En particular, la vía de la cinurenina produce ácido cinurénico, 3-hidroxicinurenina, ácido quinolínico, ácido picolínico y nicotinamida adenina dinucleótido. Se ha demostrado que el ácido cinurénico es neuroprotector y antiinflamatorio, mientras que la 3-hidroxicinurenina y el ácido quinolínico tienen efectos neurotóxicos. Estos compuestos pueden atravesar la barrera hematoencefálica y acumularse en el cerebro. Aquí, el metabolito neurotóxico desencadena la inflamación y daña las ^células neuronales2. Así, el aumento de la activación de la vía de la cinurenina y la elevada producción de metabolitos neurotóxicos de cinurenina se han relacionado con enfermedades neurodegenerativas, depresión, déficits cognitivos, ansiedad e ^intentos de suicidio3.

La cinurenina y el ejercicio físico

El catabolismo del triptófano y la vía metabólica de la cinurenina desempeñan un papel importante en el suministro de energía durante el ejercicio físico. Durante el entrenamiento físico, las células musculares convierten la cinurenina en el metabolito neuroprotector ácido cinurénico y en la molécula nicotinamida adenina dinucleótido4 , que proporciona energía^{. Esto}desplaza el catabolismo del triptófano de la producción de los metabolitos neurotóxicos ácido cinurénico y ácido quinolínico. Así pues, las investigaciones sugieren que la vía del metabolismo de la cinurenina proporciona energía al organismo durante el ejercicio físico, al tiempo que disminuye las señales inflamatorias, protege contra el daño neurológico y mejora los ^resultados de las enfermedades neurodegenerativas5.

Cinurenina y cáncer

Como regulador clave de la respuesta inflamatoria y el metabolismo energético, la vía de la cinurenina desempeña un papel fundamental en la modulación del sistema inmunitario, la carcinogénesis y el crecimiento tumoral. Varios metabolitos de la cinurenina interactúan con el regulador celular receptor de hidrocarburos de arilo, presente en la mayoría de los tejidos humanos. Esta interacción puede favorecer los procesos moleculares de la carcinogénesis, la migración de las células cancerosas, la remodelación de la matriz extracelular y la inflamación sistémica.

Los estudios de investigación han demostrado que las células del cáncer de colon también producen cinurenina y exportan el metabolito al entorno circundante. Allí, suprimen la respuesta inmunitaria e inactivan las células T, favoreciendo así la supervivencia de las células ^cancerosas6.

Se ha demostrado que una dieta sana, un estilo de vida activo y unos niveles bajos de estrés influyen positivamente en la composición del microbioma intestinal y en un metabolismo equilibrado de la cinurenina. Esto puede reforzar aún más las interacciones entre el microbioma intestinal y el sistema inmunitario para regular la salud intestinal y la inmunidad, e inhibir potencialmente la carcinogénesis y el crecimiento ^tumoral7.

La cinurenina en la investigación

En julio de 2023, hay más de 1200 citas para "kynurenine" en publicaciones de investigación (*excluyendo libros y documentos) en PubMed. El número de publicaciones que relacionan la cinurenina con trastornos de salud mental y también con el eje intestino-cerebro sugiere que cualquier investigador interesado en el vínculo entre este metabolito, la salud cerebral y la salud intestinal puede considerar incluir análisis cuantitativos de la cinurenina en sus estudios. Del mismo modo, debido al vínculo entre la cinurenina y el microbioma intestinal, cualquier estudio que pretenda comprender mejor cómo influye el microbioma en la salud y la enfermedad puede beneficiarse de la cuantificación de la cinurenina.

Referencias

1. Fila M, Chojnacki J, Pawlowska E, et al. Kynurenine Pathway of Tryptophan Metabolism in Migraine and Functional Gastrointestinal Disorders. Int J Mol Sci 2021;22(18):10134.
2. Marszalek-Grabska M, Walczak K, Gawel K, et al. Kynurenine emerges from the shadows - Current knowledge on its fate and function. Pharmacol Ther 2021;225:107845.
3. Correia AS y Vale N. Tryptophan Metabolism in Depression: A Narrative Review with a Focus on Serotonin and Kynurenine Pathways. Int J Mol Sci 2022; 23(15):8493.
4. Savitz J. La vía de la cinurenina: un dedo en cada pastel. Mol Psychiatry 2020;25(1):131-147.
5. Martin KS, Azzolini M, and Lira Ruas J. The kynurenine connection: how exercise shifts muscle tryptophan metabolism and affects energy homeostasis, the immune system, and the brain. Am J Physiol Cell Physiol 2020;318(5):C818-C830.
6. Venkateswaran N, Conacci-Sorrell M. Kynurenine: an oncometabolite in colon cancer. Cell Stress 2020;4(1):24-26.
7. Gao J, Xu K, Liu H, et al. Impacto de la microbiota intestinal en la inmunidad intestinal mediada por el metabolismo del triptófano. Front Cell Infect Microbiol 2018; 8:13.