Resumen

Introducción

Una de las causas primarias de la esteatosis es el desequilibrio que se produce en el metabolismo de ácidos grasos por un mecanismo que se ha relacionado últimamente con los factores de transcripción nuclear.

Desde que se descubrieron, hace apenas diez años, los factores de transcripción nuclear han ejercido gran influencia en el conocimiento del metabolismo de los lípidos. Estos factores tienen un sitio de unión a ADN muy conservado desde el punto de vista evolutivo, lo que permitió su aislamiento mediante técnicas de biología molecular, porque los activan los proliferadores peroxisomales, que en general corresponden a todos los fibratos que se utilizan en clínica para la mantención de los niveles de triglicéridos. Algunos de ellos ya se han abandonado, pero el cipofribato y el besafibrato todavía se utilizan. Estas moléculas activan factores de transcripción, son relativamente hidrofóbicas y en su mayoría pertenecen a un grupo carboxílico similar al de los ácidos grasos.

Los receptores nucleares clásicos, como el receptor de esteroides o el receptor de hormona tiroídea, se descubrieron hace bastante tiempo. Actualmente se conocen alrededor de 70 receptores de este tipo, que se encuentran en posición intracelular, unidos a proteínas que los retienen en el citosol en espera de su ligando, el que llega por difusión desde el exterior de la célula (por ejemplo, los glucocorticoides y los estrógenos). La unión al ligando permite que éste ingrese al núcleo, donde dimeriza y se une al ADN en un sitio específico para la unión de hormonas, y activa la maquinaria de transcripción para producir el RNA mensajero y sintetizar las correspondientes proteínas blanco.

En el caso de los nuevos factores nucleares, la situación es algo diferente a la de los receptores activados por proliferadores peroxisomales, ya que no forman homodímeros sino heterodímeros con el ácido retinoico. Además, sus ligandos pueden llegar desde el exterior o pueden generarse en el interior de la célula, y se sabe que muchos de ellos se activan directamente gracias a ácidos grasos y varios eicosanoides, como las prostaglandinas y los leucotrienos, entre otros.

Uno de los elementos que complica el estudio de estos factores de transcripción es el hecho de que, en el caso de los activados por proliferadores peroxisomales, compiten por los mismos sitios de unión con muchos dímeros y heterodímeros de otros factores de transcripción, lo que dificulta la labor de determinar su función. Por eso se han formulado modelos animales para su estudio.

Tipos de factores de transcripción

Se han descrito tres isoformas de los factores de transcripción: alfa, beta y gamma, y, últimamente, esta última se ha subclasificado en gamma 1 y gamma 2. El PPAR-alfa promueve y maneja todo lo relativo a la proliferación peroxisomal y a todos los genes relacionados con el catabolismo de los ácidos grasos, tanto a nivel mitocondrial como peroxisomal, la síntesis de apolipoproteínas y el transporte de lípidos intracelulares. Además, está relacionado de alguna manera con la supresión de la apoptosis.

El factor beta es menos conocido. Al parecer, controla la expresión de los otros dos factores de transcripción y hace poco se encontró que está involucrado en la síntesis de mielina, sustancia muy importante en el sistema nervioso.

Existe gran interés por el factor de transcripción PPAR- gamma, debido a que se relaciona directamente con los fenómenos de la adipogénesis y la obesidad; es una de las llaves maestras en el control de la generación de las células adiposas. Además, es importante en el cáncer, la inflamación y la resistencia a la insulina.

Básicamente, el PPAR-alfa está relacionado con vías catabólicas de las lipoproteínas, activadas por los ácidos grasos. Incrementa notablemente la activación de la primera enzima de la betaoxidación peroxisomal (la oxidasa de ácidos grasos) y mitocondrial, que es fundamental para la degradación de los ácidos grasos, todo esto en el hepatocito. En cambio, el PPAR-gamma actúa en el adipocito, donde induce la síntesis de grasas, es decir, la generación de más adipocitos.

Estudios en modelos animales

Los investigadores de la Universidad de Chicago han estudiado la función de estos receptores con técnicas de knock-out en ratones y han logrado determinar su funcionamiento in vivo. En el knock-out de PPAR alfa, a pesar de que no hay cambios fenotípicos en las ratas obesas, no hay respuesta de proliferación peroxisomal, lo que demuestra que es el PPAR alfa el factor que maneja la proliferación de peroxisomas y el aumento de la oxidación peroxisomal, al menos en la rata. Si bien estos animales no tienen esteatosis, cuando se les somete a ayuno la presentan inmediatamente, lo que demuestra que de alguna manera el PPAR alfa se relaciona con la degradación de los ácidos grasos.

Cuando se hace un knock-out de la primera enzima de la betaoxidación, y no del PPAR alfa, se produce una esteatohepatitis vesicular extensa que trae como consecuencia una proliferación peroxisomal masiva causada, probablemente, por una activación permanente del PPAR alfa. Lo anterior señala que la ausencia de la primera enzima de la betaoxidación peroxisomal induce la acumulación de sus sustratos y del PPAR alfa, y se produce proliferación peroxisomal.

Esto es muy interesante, ya que los fibratos, que son los clásicos antihipertrigliceridémicos, actúan a través del PPAR alfa; en cambio, los medicamentos como la troglitazona y la rosiglitazona, que se emplean actualmente en el tratamiento de la diabetes, actúan por intermedio del PPAR gamma, el que estaría relacionado con la resistencia a la insulina.

Sin embargo, se sabe muy poco acerca de los ligandos endógenos o fisiológicos de estos factores de transcripción. La importancia de investigar es este sentido radica en que este conocimiento permitiría desarrollar agonistas farmacológicos para lograr el control de muchas enfermedades.

Ligandos endógenos

Se sabe que son, probablemente, ácidos grasos y hay bastante evidencia de que algunos eicosanoides, principalmente prostaglandinas, leucotrienos y otros ácidos grasos oxidados o derivados del ácido linoléico y del ácido araquidónico, participarían en la activación de factores de transcripción.

Por lo tanto, los proliferadores peroxisomales activan al PPAR alfa, que probablemente está unido a proteínas en el núcleo, lo que lleva a un aumento del RNA mensajero de la primera enzima de la betaoxidación y a un aumento de la proteína. Esta reacción es rápida, en los animales tratados ocurre en menos de una hora. Lo fundamental es cómo activa el proliferador peroxisomal o el fibrato al PPAR alfa. El proceso podría ocurrir por unión directa, pero se sabe que no todos los proliferadores peroxisomales se unen al PPAR alfa, lo que ha llevado a plantear la posibilidad de que produzcan un cambio metabólico en los ácidos grasos, de modo que se produce la activación descrita.

En nuestro laboratorio se ha encontrado evidencia de que prácticamente todos los proliferadores peroxisomales del hígado, tanto de ratas como de seres humanos, pueden derivarse a Acil-CoA, del mismo modo que los ácidos grasos. Este derivado, que es común a todos los proliferadores peroxisomales, se forma con mucha rapidez; en un hígado expuesto o en hepatocitos de cultivo primarios, treinta minutos bastan para obtener una enorme cantidad, la que se acumula y secuestra una parte importante del coenzimo A citosólico. También se ha demostrado que ninguno de los Acil Co-A inhibe la Acil-CoA oxidasa, excepto el ácido tíbrico, cuyos Acil-CoA producen una fuerte inhibición, similar al knock-out de la Acil-CoA oxidasa ya descrito. Esto ocurre in vitro.

El estudio de hepatocitos aislados in vivo es más difícil, pero se puede analizar la betaoxidación peroxisomal con un ácido graso de cadena muy larga que se oxida en los peroxisomas, en 40% a 60%, y el resto, en las mitocondrias. En presencia de proliferadores peroxisomales, los hepatocitos aislados de ratas dan muestras de inhibición de la betaoxidación peroxisomal, aproximadamente, a la mitad; el resto ocurre, probablemente, por oxidación mitocondrial.

Lo dicho se prueba con otro experimento, que muestra el efecto de un proliferador peroxisomal inhibidor de la betaoxidación mitocondrial. Ambos concuerdan con que la mitad de los ácidos grasos se oxida en la mitocondria y el resto en el peroxisoma, con un remanente que probablemente corresponde a omegaoxidación microsomal. Por lo tanto, también hay inhibición en la célula intacta.

Resumiendo, los proliferadores peroxisomales se transforman en un ente farmacológico común, que es su derivado CoA, el que inhibe la betaoxidación peroxisomal y aumenta la concentración de sustratos del proceso. Esto podría producir ligandos de PPAR alfa, que podrían ser, hipotéticamente, ácidos grasos o eicosanoides.

Para estudiar dicha hipótesis, sobre todo la posibilidad de que el ligando fuera un eicosanoide, se planteó un esquema experimental basado en el hecho de que por la vía de la señalización de la fosfolipasa 2 normalmente se genera ácido araquidónico; éste, a su vez, genera leucotrienos y otros productos oxigenados, como los ETES, por la vía de la lipooxigenasa, además de prostaglandinas, prostaciclinas y tromboxanos, por la vía de la cicloxigenasa.

La primera vía se puede inhibir con NDGA y la vía de la cicloxigenasa, con la indometacina. Si se inhiben estas vías y algunos de estos productos son ligandos peroxisomales o ligandos del PPAR alfa, no debe producirse proliferación peroxisomal y, de hecho, eso es lo que sucede. Al estudiar el efecto de estos inhibidores sobre la expresión del RNA mensajero de la Acil- CoA oxidasa, se observa que en presencia de un proliferador peroxisomal fuerte, como el ciprofibrato, y en ausencia de estas sustancias, se produce muy poca señal. En presencia de ciprofibratos aumenta, o sea, se induce la enzima. El inhibidor de la vía de la lipoxigenasa inhibe fuertemente esta inducción; en cambio, el inhibidor de la vía de la cicloxigenasa no produce gran efecto.

De la misma forma, el NDGA inhibe la actividad enzimática que tiene el control. La cantidad de actividad enzimática (no el RNA mensajero) está fuertemente inducida por ciprofibrato, no por NGDA, pero, en presencia de ciprofibrato y NGDA, se produce una inhibición dependiente de la actividad de la enzima.

Conclusiones

Nuestros resultados señalan que los Acil-CoA de los proliferadores peroxisomales podrían ser los intermediarios farmacológicamente activos y que algunos productos de la vía de la lipoxigenasa podrían ser los ligandos endógenos de los PPAR alfa que regulan la betaoxidación de los ácidos grasos.

Quedan muchas preguntas por resolver acerca de la estructura de este ligando, entre otros aspectos que será necesario dilucidar para diseñar mejores agonistas farmacológicos. Un punto fundamental es pensar en la manera de determinar su relevancia en seres humanos, aspecto que no es simple, ya que el metabolismo de los lípidos en las ratas es diferente al de los seres humanos.

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