Resumen:
Las porfirias agudas son enfermedades generadas por la depleción del pool de hemohepático. Esta alteración del metabolismo del hemo genera una sobreproducción de ácido 5-aminolevulínico (ALA) causada por la derepresión de la enzima ALA sintetasa (ALA-S), la cual es regulada negativamente por el hemo. Esta acumulación de ALA deviene en especies reactivas de oxígeno (ROS), las cuales producen daño a nivel de macromoléculas biológicas y generan respuestas al estrés de tipo enzimática y no enzimática. Nuestro grupo ha demostrado, en un modelo experimental de porfiria aguda en ratas, que existe un bloqueo de la eluconeogénesis y de la glucogenolisis, y que el estrés oxidativo, entre otras causas, dañariía moléculas enzimáticas de estos caminos metabólicos. Así, pareció interesante estudiar en el modelo de porfiria desarrollado, las actividades de las enzimas relacionadas con el catabolismo de la glucosa como las reguladoras de la elucólisis: la glucoquinasa (GK), la fosfofructoquinasa (PFK) y la piruvato quinasa (PK), y también la actividad de la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH), clave en el camino de las pentosas y generadora de NADPH. Por otra parte, se evaluaron distintos parámetros de estrés, como la relación NADPH/NADP y NADH/NAD, el contenido de glutatión reducido (GSH) y total y la actividad de la enzima glutatión reductasa (GR). Para el modelo experimental se emplearon ratas Wistar, a las cuales se les administró 2-alil-2-isopropilacetamida (AIA) en forma subcutánea en tres dosis diferentes y 3,5-dietoxicarbonil-1,4-dihidrocolidina (DDC) en forma intraperitoneal en una dosis constante (50 mg/kg peso corporal). Las ratas fueron así divididas en los siguientes grupos: grupo B (100 mg/kg peso corporal de AIA + 50 mg/kg peso corporal de DDC), grupo M (250 mg/kg peso corporal de AIA + 50 mg/kg peso corporal de DDC), grupo A (500 mg/kg peso corporal de AIA + 50 mg/kg peso corporal de DDC) y el grupo C (grupo control). La actividad de la enzima ALA-sintetasa (ALA-S) fue utilizada como parámetro indicador del grado de porfiria y de la acumulación hepática de ALA, los resultados obtenidos evidenciaron una respuesta dosis-dependiente, aumentando su actividad hasta un 500% para la dosis más alta de AIA/DDC. Tras la administración simultánea de AIA/DC, la actividad de la GK disminuyó en forma dosis dependiente (75% en el grupo A respecto al grupo C) mientras que la actividad de PFK , disminuyó en los grupos M y A (65% en el grupo A respecto al grupo C), por otra parte la PK disminuyó su actividad en forma significativa en el grupo A (65% respecto al grupo C). El comportamiento observado en la actividad de la enzima G6PDH, mostró que la misma respondió disminuyendo su actividad para los grupos B y M. Sin embargo, cuando se emplearon dosis más altas de AIA (500 mg/kg.peso corporal), la actividad de esta enzima aumentó (20% respecto del grupo C), produciendo así un aumento en el catabolismo de la glucosa por esa vía. Al analizar la relación NADPH/NADP observamos una disminución en todos los grupos al compararlos con el grupo C. Esto sugiere un aumento en el consumo de este nucleótido pirimidínico reducido debido probablemente al estrés oxidativo generado en el modelo. Sin embargo, al realizar comparaciones entre los grupos B, M y A, se observó un aumento del valor del cociente con la dosis de AIA/DDC, esto podría deberse al aporte de NADPH que procede de la actividad aumentada de la G6PDH y a la disminución de la actividad de la GR, la cual consume NADPH para regenerar el GSH. Así, la GR mostró un aumento de su actividad de más de 6 veces a las dosis más bajas de las drogas porfirinogénicas; en cambio, a dosis altas, cuando el estrés oxidativo aumenta, la inducción no se observó y la actividad de la enzima se mantuvo en los valores basales. Esto sugiere que la GR sufriría algún tipo de modificación oxidativa. Sin embargo, la actividad aumentada de la GR no provocó un aumento correlativo en el contenido de GSH. Esto podría deberse a que el mismo podría estar afectado por la actividad de enzimas tales como glutatión peroxidas (GPx) y glutatión trasferasa (GST), que mantendrían los niveles de GSH en valores menores a los del grupo C. Se observaron niveles de glutatión total (GSSG + GSH) menores al del grupo C para las tres dosis ensayadas, cuando se empleó para su medición la técnica de “recycling”. Por otra parte, cuando se determinó la relación NADH/NAD se observó un aumento de la misma en función de las dosis de AIA y DDC empleadas, estos resultados nos permiten especular que si bien las enzimas glucolíticas mostraron valores disminuidos en su actividad, la fuente regeneradora de NAD, principalmente la cadena transportadora de electrones, podría estar afectada por el daño oxidativo a nivel de membrana mitocondrial, lo que impediría que el NADH sea oxidado a través de ella. Por otra parte, se analizó el contenido de grupo carbonilos en proteínas, como otro parámetro indicativo del estrés oxidativo producido en estas biomoléculas. Así, se observó un aumento de grupos carbonilos en proteínas en función de la dosis de las drogas AIA/DDC. A su vez, se analizaron las secuencias de aminoácidos, presentes en los sitios catalíticos y de unión al sustrato o a cofactores de las distintas enzimas estudiadas.Los resultados obtenidos evidenciaron un porcentaje de 25-30% de aminoácidos blanco del daño oxidativo en las enzimas estudiadas. En el caso de la GR el sitio catalítico de la enzima está formado por aminoácidos susceptibles de ser carbonilados; para la G6PDH el daño oxidativo no sería tan importante, ya que ninguno de los cinco sitios de unión para el NADP posee aminoácidos susceptibles de ser alterados, y solo el 50% de los sitios de unión al sustrato podría estar afectado. En conclusión, teniendo en cuenta estos resultados, se puede especular que las alteraciones producidas en el catabolismo de la glucosa, en este modelo experimental, pueden estar relacionadas, en parte, con el daño oxidativo causado por las ROS sobre las estructuras de las proteínas enzimáticas y que esta situación podría asociarse al beneficio que la administración de hidratos de carbono produce en pacientes con porfiria hepática aguda.
Citación:
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Faut, Mónica. (2006). Catabolismo de los hidratos de carbono y estrés oxidativo en un modelo de porfiria aguda en ratas. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001119_Faut
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Faut, Mónica. "Catabolismo de los hidratos de carbono y estrés oxidativo en un modelo de porfiria aguda en ratas". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2006.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001119_Faut
