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Efecto "in vivo" de los derivados fíbricos sobre enzimas microsomales implicados en la síntesis hepática de ácidos grasos

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Universitat de Barcelona. Departament de Farmacologia i Química Terapèutica

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[cat] La arteriosclerosis es una enfermedad de origen multifactorial, principal causa de deterioro en la calidad de vida o de mortalidad precoz en los países industrializados, debido a que desemboca con frecuencia en accidentes vasculares como el infarto agudo de miocardio. Entre los factores de riesgo cuya corrección puede conducir a la prevención del desarrollo de la arteriosclerosis destacan las hiperlipoproteinemias. Los fibratos son fármacos hipolipemiantes eficaces en el tratamiento de las hiperlipoproteinemias tipo IIa, Hb, III y IV. El mecanismo por el cual los fibratos ejercen la acción hipolipemiante, así como las bases bioquímicas de esta acción, no están totalmente clarificados. Se sabe que la composición en ácidos grasos de las lipoproteínas plasmáticas puede afectar enormemente el metabolismo de las mismas, de modo que cualquier modificación en los enzimas de síntesis y modificación de los ácidos grasos podría estar relacionada con el efecto hipolipemiante de estos farmacos. Por ello, resulta de gran interés el estudio de la acción de los fibratos sobre dichos enzimas. En concreto, en este trabajo se ha estudiado el efecto de la administración de clofibrato (CFB), bezafibrato (BFB) y gemfibrozilo (GFB) en rata sobre los siguientes enzimas: palmitoil-CoA sintetasa, palmitoil-CoA hidrolasa, elongasas microsomales, desaturasas microsomales y cadenas de transporte electrónico microsomal. Por otro lado, no debe olvidarse que los fibratos son fármacos cuya administración produce, principalmente en roedores, proliferación peroxisómica. Por ello, se ha realizado un estudio temporal de cada una de las actividades enzimáticas antes nombradas, junta con la beta-oxidación peroxisómica, marcador de la proliferación de este orgánulo. Asimismo, se ha realizado un estudio paralelo en cobayas, especie refractaria a la inducción peroxisómica. El tratamiento de los animales se ha realizado administrando los fármacos conjuntamente con la dieta a dosis equimolares calculadas en función de la dosis habitual de CFB (0.3 % p/p). El tratamiento de ratas con CFB, BFB y GFB produce un marcado incremento en la actividad beta-oxidación peroxisómica y en el tamaño relativo del hígado, hechos que indican la acción proliferadora peroxisómica de los fibratos, que se manifiesta con un orden de potencia BFB>CFB>GFB. Se ha encontrado una correlación positiva entre ambos fenómenos en rata. En cobayas, especie refractaria, ninguno de los dos parámetros se incrementa. La evolución ponderal de las ratas control y tratadas es prácticamente idéntica durante la primera semana de tratamiento, mientras que a partir del día 7 (BFB) o 8-9 (CFB y GFB) de tratamiento, se observa un peso superior en el grupo control respecto a los grupos tratados con CFB, BFB y GFB. Ello contrasta con un mayor consumo diario de alimento en los grupos tratados con BFB y GFB. Los tres fármacos estudiados se han mostrado efectivos en cuanto a la reducción de los niveles de colesterol y triglicéridos plasmáticos en ratas y en cobayas normolipidémicos. Se han encontrado correlaciones inversas entre la actividad beta-oxidación peroxisómica y los niveles de colesterol o triglicéridos plasmáticos, cuyos coeficientes de determinación indican que la proliferación peroxisómica únicamente contribuiría alrededor de un 30 % al efecto hipolipemiante. Antes de iniciar la determinación de las actividades enzimáticas en animales control y tratados, se comprobó que el tratamiento con fibratos ni alteraba el patrón de distribución celular hepático ni afectaba la concentración proteica en el hígado. Si bien las actividades palmitoil-CoA hidrolasa de localización mitocondrial no resultaron significativamente modificadas, el tratamiento con fibratos produce un marcado incremento en la actividad palmitoil-CoA hidrolasa microsomal y, sobre todo, citosólica. El tratamiento de cobayas con GFB no ha modificado ninguna de estas actividades. Existe una correlación positiva entre las actividades S-oxidación peroxisómica y palmitoil-CoA hidrolasa citosólica que refleja una contribución alrededor de un 50 % de la proliferación peroxisómica al incremento de actividad hidrolasa. La actividad palmitoil-CoA sintetasa microsomal resulta enormemente inducida has la administración de fibratos a ratas, con un orden de potencia BFB>CFB>GFB. Se ha encontrado una correlación positiva entre las actividades de beta-oxidación peroxisómica y palmitoil-CoA sintetasa que permite suponer que alrededor de un 50 % del incremento de esta actividad enzimática es consecuencia del fenómeno de inducción peroxisómica, dependencia que resulta confirmada por el hecho de que no se produce incremento de la actividad sintetasa en cobayas tratados con GFB. El incremento en la actividad sintetasa parece constituir una respuesta compensatoria del organismo al aumento de la actividad hidrolasa, con el fin de mantener un equilibrio entre ambas. El tratamiento de ratas con fibratos produce un marcado incremento en la actividad de elongación de ácidos grasos saturados, mientras que únicamente el GFB es capaz de incrementar la de substratos saturados, y ninguna de ellos resulta efectivo respecto al incremento de la elongación de substratos poliinsaturados; ello apoya la hipótesis acerca de la existencia de tres sistemas de elongación distintos para cada uno de estos substratos. En cambio, la elongación de ácidos grasos experimenta un incremento en cobayas tratados con GFB sea cual sea el substrato utilizado. Los incrementos detectados en las actividades de elongación parecen ser prácticamente independientes de la proliferación peroxisómica, y podrían explicarse como una respuesta compensatoria del organismo a la inhibición "in situ" de los enzimas, o bien como consecuencia de una mayor demanda de substrato para la delta·9 desaturación. El tratamiento de ratas con fibratos produce un apreciable incremento en las actividades delta-9 desturasa y delta-5 desaturasa, bien correlacionado con la proliferación peroxisómica, y con un orden de potencia BFB>CFB=GFB. Al menos en parte, la sobrecarga de substrato producida por el incremento en la elongaci6n de ácidos grasos saturados puede contribuir al efecto sobre la delta-9 desaturasa. A diferencia de los casos anteriores, el incremento en la actividad delta-6 desaturasa es independiente de la proliferación peroxisómica, y es máximo en las ratas tratadas con GFB. Es posible que la disminución en la actividad producida por los fármacos "in situ" provoque una respuesta compensatoria del animal, responsable del incremento detectado "in vivo". Respecto a las cadenas de transporte electrónico, cabe destacar que la actividad NADH citocromo b(s) reductasa no resulta modificada tras el tratamiento de ratas con ninguno de los fibratos estudiados. En cambio, la actividad NADH citocromo c reductasa sufre una notable disminución, tanto en rata como en cobaya, que es independiente de la proliferación peroxisómica. La reducci6n en la actividad NADH citocromo c reductasa podría ser debida al predominio del impedimento del transporte electrónico desde la reductasa al citocromo b(s). Por último, la actividad NADPH citocromo e reductasa resulta incrementada en ratas tratadas con fibratos, con un orden de potencia paralelo al descrito para la proliferación peroxisómica (BFB>CFB>GFB), mientras que no se produce modificaci6n en esta actividad tras el tratamiento de cobayas con GFB. Sin embargo, la inducción peroxisómica contribuye únicamente alrededor de un 30 % al incremento en la actividad NADPH citocromo e reductasa, ya que éste estaría ligado a la inducción del citocromo P450 y, por tanto la relación con el fenómeno de la proliferación peroxisómica seria indirecta. Como conclusiones derivadas de los resultados expuestos, puede destacarse: - De los parámetros no enzimáticos, únicamente la hepatomegalia depende mayoritariamente del fenómeno de la inducción peroxisómica, por lo que no se produce en la especie humana. Tampoco parecen producirse en el hombre los efectos detectados en rata sobre la evolución ponderal y el consumo de alimentos, aunque parecen ser independientes de la inducción peroxisómica. Los efectos sobre los lípidos plasmáticos tampoco dependen de la proliferación peroxisómica, por lo que se producen en especies refractarias como los humanos. - Ninguna de las actividades enzimáticas cuya modificación depende en gran medida de la proliferación peroxisómica es esperable en humanos ni parece estar relacionada con el efecto hipolipemiante de los fibratos. En cambio, las modificaciones en la actividad NADH citocromo c reductasa, palmitoi]-CoA hidrolasa microsomal, delta-6 desaturasa, y elongasa, al ser mayoritariamente independientes de la proliferaci6n peroxisómica, pueden producirse también en especies refractarias a este fen6meno, y, por tanto podrían contribuir en alguna medida al efecto hipolipemiante de los fibratos en humanos.

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[eng] The effect in vivo of c10fibrate (CFB), bezafibrate (BFB) and gemfibrozil (GFB) on some hepatic enzyme activities related to fatty acid biosynthesis in rats and guinea-pig has been studied. The animals were distributed randomly into four groups, which were fed, respectively, a control diet or a diet containing 0.3 % CFB, 0.45 % BFB and 0.3 % GFB (equimolar doses). A 15-days treatment of rats with CFB, BFB, and CFB caused a significant reduction in the increase of body weight accompanied with an increase in food intake in groups treated with BFB and GFB. The administration of the three drugs produced gross hepatomegaly and increase in peroxisomal beta-oxidation, being both parameters strongly correlated. Plasma cholesterol and triglyceride levels were reduced in treated animals. There is an inverse correlation between these parameters and peroxisomal beta-oxidation. The enzyme activities studied could be distributed in three groups: 1. Those non-modified after treatment of rats with fibrates: mitochondrial palmitoyl-CoA hydrolase, NADH cytochrome b(s) reductase and elongation or polyunsaturated fatty acids. 2. Those whose activity was modified in treated rats in correlation with peroxisomal proliferation: cytosolic palmitoyl-CoA hydrolase, microsomal palmitoyl-CoA synthetase, delta-9 and delta-5 desaturation of ratty acids, and NADPH cytochrome c reductase. Due to the relation with peroxisomal induction, none of these activities was modified in CFB-treated guinea-pigs, and no modification is expected in humans after fibrate therapy. 3. Activities modified by fibrate treatment in rats independently from peroxisomal induction: microsomal palmitoyl-CoA hydrolase, elongation of saturated and monounsaturated fatty acids, NADH cytochrome c reductase and delta-6 desaturase. Elongation and NADH cytocrome c reductase activities are also modified in a species refractary to peroxisomal proliferation, as guinea-pig, after GFB treatment. According to the absence or correlation with the proliferation of peroxisomes, one could expect modifications in these activities in humans treated with fibrates; for this reason they could be related to the hypolipidemic effect of these drugs in man.

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Tesis Doctorals - Departament - Farmacologia i Química Terapèutica

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Efecto "in vivo" de los derivados fíbricos sobre enzimas microsomales implicados en la síntesis hepática de ácidos grasos