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Relevancia del acetaldehido, la hipoxia y la mitocondria en la hepatopatía alcohólica

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Cel·lular i Anatomia Patològica

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[spa] La hepatopatía alcohólica es un proceso multifactorial y entre los mecanismos implicados en su desarrollo cabe destacar la producción de acetaldehído, la disminución selectiva de los niveles de glutation (GSH) mitocondrial y la hipoxia en la zona centrilobular del hígado consecuencia del metabolismo oxidativo del etanol. Una de las características predominantes del daño hepático inducido por el alcohol en el hígado, son las alteraciones morfológicas y funcionales que se observan en las mitocondrias. Por tanto, uno de los objetivos de la presente tesis fue evaluar: 1. El papel del acetaldehído en la regulación y transporte de glutation a la mitocondria, así como en la composición lipídica y las propiedades físicas de la membrana mitocondrial. El primer trabajo aporta información sobre el mecanismo implicado en la disminución selectiva de glutation mitocondrial, debido al consumo crónico de etanol. El acetaldehído, el primer metabolito del metabolismo oxidativo del etanol, redujo la afinidad (aumento la Km) de los dos componentes implicados en el transporte de GSH a la mitocondria y esto fue acompañado de una disminución de los niveles de glutation mitocondrial (mGSH). Esta disfunción en el transporte de mGSH se relacionó con un aumento en la viscosidad de la membrana mitocondrial consecuencia de un aumento en los niveles de colesterol en la mitocondria. Por otro lado, el acetaldehído indujo la expresión de los factores GADD153, marcador de estrés en el retículo endoplasmático, y SREBP-1, implicado en la activación de enzimas responsables de la síntesis de colesterol. Por ultimo, el descenso en los niveles de mGSH, sensibilizó las células HepG2 a los efectos citotóxico del TNF-alfa. Hay evidencias que muestran un deposito de colesterol en la membrana mitocondrial, lo que conlleva una disminución de la fluidez de la bicapa lipídica. Dada la implicación de la apertura del poro mitocondrial a citoquinas (TNF-alfa, Fas) en la hepatopatía alcohólica y con el fin de esclarecer las consecuencias que tiene el aumento en colesterol sobre el proceso de la permeabilidad transitoria mitocondrial (MPT), nos planteamos: 2. Evaluar el efecto de la fluidez de la membrana mitocondrial inducido por el colesterol sobre la apertura del poro mitocondrial. El enriquecimiento de colesterol en mitocondrias de hígado de rata fue acompañado de una resistencia a la apertura del poro mitocondrial inducida por el agente atractilósido. Como consecuencia de ello, se observó una disminución en la liberación de los factores proapoptóticos : citocromo C, Smac/DIABLO y factor inductor de apoptosis (AIF). El aumento en la rigidez de la membrana mitocondrial debido a la acumulación de colesterol se relacionó con esta falta de respuesta al atractilósido, ya que la fluidificación de la membrana mitocondrial restauró la respuesta a este agente. Por tanto, el proceso de la permeabilidad transitoria mitocondrial muestra un dependencia a las propiedades fisicoquímicas de la membrana mitocondrial. El estado hipermetabólico inducido en los hepatocitos por el metabolismo del etanol, da lugar a un desequilibrio entre la demanda y aporte de oxígeno a lo largo del acino hepático, lo que desencadena una hipoxia relativa en los hepatocitos perivenosos respecto a los periportales. En diversos estudios se involucra a la mitocondria como sensor celular frente a la hipoxia, al generar de radicales libres (ROS) que actúan como segundos mensajeros. Puesto que el mGSH es la única defensa antioxidante frente a los ROS mitocondriales, decidimos estudiar : 3. El papel del glutation mitocondrial en la supervivencia celular durante la hipoxia. La exposición de las células HepG2 a un 5% de oxígeno provocó un aumento de radicales libres procedentes de la mitocondria que actúan como segundos mensajeros sobre los factores de transcripción NF-kappa-B y HIF-1alfa. Ambos factores mostraron su actividad transactivadora al inducir la expresión de sus genes diana : TNF-alfa, cIAP2 y VEGF. Bajo estas circunstancias las células no sufrieron cambios en la viabilidad celular, pero la disminución de los niveles de GSH y más en concreto del pool mitocondrial durante la hipoxia, provocó un aumento en la producción de ROS desencadenando la muerte celular. Nuestros resultados muestran que el glutation mitocondrial es un factor crítico en el control de la viabilidad celular en respuesta a la hipoxia.

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Cel·lular i Anatomia Patològica

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Relevancia del acetaldehido, la hipoxia y la mitocondria en la hepatopatía alcohólica