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Medwave 2003 Ene;3(1):3198 doi: 10.5867/medwave.2003.01.3198

Aductos, mecanismos patogénicos

Adducts: pathogenic mechanisms

Claudio Moncada

Resumen

Este texto completo es la transcripción editada y revisada de una conferencia dictada en el IV Curso Bienal Internacional de Ciencias en Gastroenterología "Esteatohepatitis", realizado el día 8 de septiembre de 2001.
Organizan: Sociedad Chilena de Gastroenterología, Asociación Chilena de Hepatología y Asociación Latinoamericana de Estudio del Hígado (ALEH).
Editor Científico: Dr. Juan Carlos Glasinovich.


 

Definición
La palabra aducto se origina por la contracción de las palabras adición y producto, y se refiere a una entidad química que se produce por la unión de dos moléculas mediante un enlace covalente. Esta unión es de naturaleza reversible, es decir, los elementos pueden retornar a su forma libre en algún momento.

En la literatura actual se describen muchos aductos, que se clasifican en 5 tipos, de los cuales el primero, el segundo y el cuarto, que son con los que más he trabajado, son los más didácticos para explicar en qué consiste el trabajo con aductos:

  1. aducto de acetaldehído,
  2. aducto de hidroxietil radical,
  3. aducto de malondialdehído (MDA),
  4. híbrido de acetaldehído con MDA, llamado aducto MAA y
  5. aducto del 4-hidroxinonenal.

Cuando una proteína reacciona químicamente con una molécula muy pequeña, como acetaldehído, hidroxietil radical, malondialdehido o una combinación de ellas, la proteína cambia su estructura molecular y de esta manera puede provocar una respuesta inmune. La propiedad mencionada puede tener varias aplicaciones: por ejemplo, puede tener utilidad diagnóstica, ya que si en un animal se obtienen anticuerpos contra una proteína transformada, posteriormente se pueden usar para reconocer esa proteína en la sangre de los pacientes. También se puede producir una inmunización pasiva si se inyecta la proteína a los animales para inducir la degranulación de los mastocitos, con liberación de histamina.

Los residuos de acetaldehído unidos a la proteína pueden explicar el daño tisular mediante la unión de un factor del complemento con las células natural killer y también pueden explicar la migración de neutrófilos que se observa en los pacientes.

Aductos de acetaldehído
Todas las vías que metabolizan el etanol llegan al metabolito acetaldehído, de peso molecular bastante bajo (44), que normalmente se une a una macromolécula de proteína o a un lípido, que también puede actuar como macromolécula aceptora. Sin embargo, cuando existe una alta concentración de acetaldehído en estado estacionario debido a un consumo excesivo de alcohol, también se produce la reacción entre el acetaldehído y el grupo amino terminal o amino-lisina de un péptido y se forma una base de SCHIFF.

Esta unión es reversible, es decir, al bajar las concentraciones, los componentes pueden volver a la forma libre, pero la base de SCHIFF es inestable. Podría estabilizarse mediante algún reductor endógeno, pero aún no se ha descubierto ninguno, y esto se ha logrado solamente in vitro. También podría hacerlo ciclándose por medio de una reacomodación molecular con el segundo aminoácido de la cadena y formando una estructura estable. Los anticuerpos contra una u otra forma son diferentes y es posible generar anticuerpos monoclonales contra cada una de ellas. Lo dicho es general con todos los tipos de aductos, pero se observan reactividades cruzadas entre algunos de ellos.

En resumen, los mecanismos por los cuales el consumo crónico de alcohol eleva la concentración de acetaldehído y lleva a la formación de aductos de las proteínas, que pueden producir citotoxicidad o inflamación, están claros. Además, la endotoxemia y la activación de las células de Küpfer por TNF alfa producen un aumento del hidroxietil radical, que también conduce a la formación de aductos.

Patogenia de la esteatosis
Cuando el alcohol es la principal fuente de energía, debido a una ingesta excesiva, genera el acetaldehído, que se transforma posteriormente en acetato y entra de esta forma al ciclo de Krebs; deriva en gran parte hacia la formación de ácidos grasos. La betaoxidación está detenida, lo que aumenta la cantidad de equivalentes reducidos de NADH; la célula, en un esfuerzo por recuperar los niveles normales de NAD, transforma piruvato en ácido láctico y gliceraldehido 3 fosfato en glicerol 3 fosfato, que se une a los ácidos grasos para formar los triglicéridos, cuya acumulación produce la esteatosis hepática.

Este proceso es rápido y reversible: si una persona consume alcohol en exceso el viernes y el sábado (más de 6 vasos), va a tener esteatosis hepática el domingo, pero el martes o miércoles ya no va a tener absolutamente nada, siempre que detenga la ingesta.

Si se inmuniza un conejo con acetaldehído con seroalbúmina de conejo, la misma seroalbúmina del animal se transforma in vitro con acetaldehído. Cuando se pone en la placa de ELISA para demostrar que hay reactividad, reacciona contra otro aducto de cualquier otra proteína; o sea, cuando el acetaldehído está unido a la proteína, los anticuerpos reconocen esa proteína transformada, y no la que está sin transformar. En este caso se habla de un aducto independiente de la proteína transportadora.

Los aductos se hacen en condiciones de 200 milimolar de acetaldehído, lo cual es bastante debatido en la literatura, porque son concentraciones imposibles de alcanzar en el ser humano; otros tipos de reducciones ocurren con dichas concentraciones y hay muchas explicaciones al respecto, pero lo que importa es que, cuando se practica esto in vitro, después hay cierta correlación con lo que se encuentra in vivo.

Aductos de hidroxietil radical
El hidroxietil radical es producto de la oxidación del etanol, en la cual se saca un electrón del carbono alfa de la molécula de etanol. In vitro, esto ocurre en presencia de una reacción de Fenton, que contiene Fe+2 y peróxido de hidrógeno. El hidroxietil radical que se forma se une a una proteína como la hemoglobina, se forma el radical hidroxilo en presencia de la reacción de Fenton, que sustrae un electrón del carbono alfa del etanol, y así se forma el hidroxietil radical. Éste se une a residuos de tirosina de las proteínas, o sea, se une a residuos distintos.

Nuestros experimentos demostraron que, en condiciones de Fenton, aumentaba la unión del etanol a la hemoglobina; para esto se utilizó etanol radioactivo, que se unió a la proteína en gran cantidad, en estas condiciones. Hay varios mecanismos que explican la formación del radical; entre ellos está la activación de las células de Küpfer por cloruro de gadolinio. Se puede atrapar un superóxido y el hidroxietil radical se forma con una nitrona, atrapador de radicales libres que es en sí mismo un radical libre, pero es estable y se puede detectar por varios mecanismos. El citocromo P450 2E1, que en su metabolismo forma el alfa hidroxietil radical, también se puede atrapar y detectar, incluso en la bilis.

En nuestros experimentos con glutatión nuestro propósito era que el glutatión disminuyera la incorporación del hidroxietil radical a la molécula de hemoglobina, que es la molécula que utilizamos en estos estudios. Para verificarlo, colocamos glutatión en presencia de la reacción de Fenton y, curiosamente, encontramos una mayor incorporación a la proteína en concentraciones muy bajas de glutatión, de 0,1 milimolar. Este hecho puede ser relevante cuando hay carencia de glutatión reducido, que es un mecanismo de defensa; se encuentra en equilibrio con el glutatión oxidado en una relación de 20:1 y, en condiciones de estrés oxidativo, puede caer a 1:1 o menos.

Para estudiar la reacción con más acuciosidad recurrimos a una técnica de EPR (espectrometría de resonancia paramagnética de electrón), que toma a la molécula y la hace vibrar de acuerdo a su electrón no apareado en un campo magnético. Nosotros fabricamos una estructura con la nitrona y el carbono que tiene el electrón no apareado, que se atrapa, con lo que la nitrona estabiliza ese electrón y permite el estudio de la molécula respectiva.

Las constantes del nitrógeno y del protón permiten determinar a qué molécula corresponde, pero además se puede transformar el carbono del etanol en carbono 13 y se puede variar la razón magnetogénica de este carbono, de modo que se duplique la señal, la que será su huella dactilar para demostrar que se está trabajando con el radical indicado. Posteriormente, se calcula el área bajo la curva de la primera vibración y se obtienen valores comparativos con distintas concentraciones de glutatión, que van de 0 a 10 milimolar. Así se observa que, en concentraciones muy bajas, la señal es alta; en cambio, cuando pasa sobre 1 milimolar, la señal es mucho más baja y el glutatión empieza a actuar como antioxidante.

Como conclusión, cabe señalar que los antioxidantes, en este caso el glutatión, pueden actuar por ambos caminos, dependiendo de la concentración que tengan en la célula. Al llegar a cierto nivel, aumenta la señal, actúa como prooxidante y después de esto empieza recién a actuar como scavenger.

La inyección de estas proteínas en un conejo produce exactamente lo mismo que las proteínas de acetaldehído transformadas por el aducto. El aducto de hemoglobina de hidroxietil radical se reconoce diferencialmente de la hemoglobina control; sin embargo, los títulos son más bajos y este tipo de aducto es bastante difícil de trabajar. De varios conejos tratados, sólo algunos van a dar este tipo de reactividad.

Híbridos de acetaldehído y MDA
El MDA se une con acetaldehído en cierta concentración y, en conjunto con una proteína, forma aductos cíclicos y aductos de estructura abierta. Cuando un animal se trata con este tipo de aductos y posteriormente se prueba con hemoglobina tratada con los mismos aductos, éstos se reconocen. Cuando la hemoglobina se trata sólo con acetaldehído también hay un reconocimiento parcial, lo que quiere decir que hay una reactividad cruzada entre estos tipos de aductos. Lo anterior no es raro, porque el acetaldehído está presente en la proteína que se inmunizó.

En un estudio clínico realizado en 23 alcohólicos sin daño hepático reunidos en una unidad de tratamiento de dependencia del alcohol versus 18 controles que declararon ser abstemios por razones religiosas y que tenían valores normales de transaminasas y GGT, mediante el aducto híbrido se encontró un anticuerpo que reconocía una proteína de 30 kilodalton, ubicada en la membrana de los glóbulos rojos de los pacientes alcohólicos. Estos anticuerpos estaban presentes en 87 % de los alcohólicos (20 de los 23) y en 0% de los controles. En estos últimos no se encontraron anticuerpos contra estos aductos, ni reconocieron estas mismas proteínas los anticuerpos contra acetaldehído o hidroxietil radical. Entonces, hay una diferencia potencial en los aductos de este tipo.

En otro estudio se evaluaron los anticuerpos en el suero de 17 pacientes obesos, mediante proteínas tratadas in vitro con la modificación molecular. Como resultado, los pacientes con esteatohepatitis no alcohólica reconocieron esta proteína con el híbrido, menos la proteína de control, que fue sustraída. También reconocieron a los pacientes que tienen anticuerpos capaces de reconocer las proteínas transformadas por acetaldehído.

En conclusión, los pacientes obesos con esteatohepatitis no alcohólica pueden desarrollar aductos híbridos de acetaldehído y MDA, y los pacientes obesos pueden desarrollar anticuerpos antiacetaldehído y antiacetaldehído-MDA. La presencia de aductos y anticuerpos podría tener algún papel en la patogenia de la esteatohepatitis no alcohólica.

 

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ISSN 0717-6384