1. CAMBIOS DEL HEPATOCITO EN EL ESTADO DE RESISTENCIA A LA INSULINA Dra. Ma.Ludivina Robles Osorio Departamento de Investigación Biomédica Facultad de Medicina Universidad Autónoma de Querétaro

2. AGENDA Prevalencia de las alteraciones hepáticas Introducción Diferentes mecanismos fisiopatológicos de daño al hepatocito Conclusiones

3. PREVALENCIA La prevalencia reportada es de 30% en adultos y 13% en niños En los pacientes con DM2 la EHNA parece serunaconsecuencia de la obesidad En obesosla prevalencia de la EHNA es de 95% Factoresquecontribuyen son: Sedentarismo Dietaalta en grasa y miel de maízalta en fructosa (dieta de cafetería) Resistencia a insulina World J Gastroenterol 2010; 16: 2223-2226

4. DEFINICIÓN Acúmulo de grasa en los hepatocitos La grasaconstituyemás de 5% del peso del hígado Efectosdeletereos en organelos del hepatocito Característicastípicas de obesidad central y resistencia a la insulina World J Gastroenterol 2010; 16: 2223-2226

5. INTRODUCCIÓN La resistencia a la insulina tiene efectos en los hepatocitos y su metabolismo que resultan en: Concentraciones elevadas de ácidos grasos libres que son sustratos para la formación de triglicéridos por el hígado. Los ácidos grasos libres (AGL) pueden ser citotóxicos. Los hepatocitos sufren apoptosis. La apoptosis es una característica clave en la esteatosis hepática no alcohólica.

6. Introducción Existe además inflamación y fibrosis progresiva Los ácidos grasos libres están implicados en la maquinaria apoptótica al activar Bax una proteína apoptótica mediante la activación de c-jun N-la cinasa terminal Los AGL también activan la vía lisosómica de la muerte celular y regulan la expresión de genes relacionados con muerte celular El retículo endoplásmico liso desarrolla estrés oxidativo también como parte de la fisiopatología del daño hepático

7. ESTEATOSIS HEPATICA NO ALCOHÓLICADEFINICIÓN Y CONSECUENCIAS LIPOTOXICIDAD: -Definidacomo la toxicidadcelularpor la presencia de acúmuloanormal de grasa -En el hígado el acúmulo de grasa se define comoesteatosishepática -El tejidoadipososirvecomoreservorio del exceso en la ingestacalórica. Los cambios son característicos del adipocito con resistencia a la insulina

8. Unacaracterísticaimportantees la apoptosis del adipocito Los cambiosincluyenincremento de la lipólisis, con liberación de AGL o tambiénllamadosácidosgrasos no esterificados También la liberación de adipocinas y citocinasinflamatorias ESTEATOSIS HEPATICA NO ALCOHÓLICA DEFINICIÓN Y CONSECUENCIAS

9. Mecanismo de daño del hepatocito Resistencia a Insulina ESTRES C APOPTOSIS C AGL AGL C C C GRASA C Resistencia a Insulina

10. La resistencia a la insulinajunto con los cambios antes descritospromueven el desarrollo de esteatosis del hepatocito (Esteatosishepática no alcohólica) La EHNA es un depósitoprogresivo de triglicéridosqueexcede la capacidad de hígado de exportar VLDL y la beta oxidación de los AGL Unaproporción de los pacientes con EHNA desarrollaninflamaciónhepáticaconocidacomoesteatohepatitis no alcohólica la cualpuedeprogresar a cirrosis. ESTEATOSIS HEPATICA NO ALCOHÓLICA DEFINICIÓN Y CONSECUENCIAS

11. MECANISMOS DE DAÑO REPORTADOS Mecanismosposibles de daño al hígado son el incremento en la oxidación de ácidosgrasos y estrésoxidativo Alteración en la composición de los ácidosgrasos y fosfolípidos de la membrana Alteración en el contenido de colesterol Alteraciones en la vía de señalización de lasceramidas Toxicidaddirecta de los ácidosgrasoslibres

12. SeminLiverDis 2008;28:360–369

13. ACIDOS GRASOS LIBRES Tres fuentes: Del tejido adiposo y de la dieta y lipogénesis El tejido adiposo contribuye en un 82 a 62% de las grasas en ayuno y posprandial A su vez proveen el 59 y 62% de los AGL en el hígado y lipoproteinas ricas en triglicéridos. J ClinInvest 2005;115(5):1343–1351.

14. ACIDOS GRASOS LIBRES Los triglicéridos hepáticos son derivados en su mayoría de la lipólisis de adipocitos vienen de los carbohidratos de la dieta de la lipogenesis de novo (aminoácidos) Los triglicéridos provenientes de los AGL circulantes se generan en su mayoría de la lipólisis de adipocitos (característico de la resistencia a la insulina y Sx metabólico) J ClinInvest 2005;115(5):1343–1351.

15. LÍPIDOS INTRAHEPÁTICOS Puri y colaboradores en 2007 midieron la concentración de lípidos y trigliceridos en 9 sujetos con y 9 sin EHNA Los lípidostotales y triglicéridosestabanincrementados , comparados con controles de la mismaedad, sexo e IMC En la composición de los triglicéridos y diglicéridoscirculantes se encontraronelevados: el ácidopalmítico (saturado) y el oléico (poliinsaturado) Hepatology 2007;46:1081–1090 ClinNutr 2002;21:219–223. J Hepatol2008;48: 300–307.

16. LÍPIDOS INTRAHEPÁTICOS El ácidopalmítico y oléicose encuentranelevados en suero de los pacientes con EHNA Los AGL no estánelevados en el hígadoprobablementeporque se esterificanparaformartriglicéridos Hepatology 2007;46:1081–1090 ClinNutr 2002;21:219–223. J Hepatol2008;48: 300–307.

17. LIPOAPOPTOSIS La apoptosis esunacaracterísticamorfológica y patogénica del EHNA Es secundaria al exceso de depósito de lípidos Se puededesencadenarpor los ligandos de la muertecomoFas y TNFα Se iniciapor el ligandorelacionado con apoptosis (TRAIL) o por la víaintrínseca, estrésintracelular, lisosomas, RE y mitocondria Gastroenterology 2003;125:437–443. DigLiverDis 2001;33:768–777. Am J Gastroenterol 2004;99:1708–1717.

18. LIPOAPOPTOSIS Al activarse la cascada de apoptosis lasmitocondrias se permeabilizan, activanlascaspasas 3 y 7. Se desencadena la activación y liberación de lasproteínasproapoptóticas: Bcl-2, Bid,Noxa, Puma, Bim, Bmf, Bik, Hrk y el dominio BH-3 El grado de apoptosis coincide con el grado de inflamación y fibrosis Gastroenterology 2003;125:437–443. DigLiverDis 2001;33:768–777. Am J Gastroenterol 2004;99:1708–1717.

19. ACTIVACIÓN DE LOS LISOSOMAS Los ácidosgrasoslibrespuedenactivartambién la permeación de los lisosomasparaconducir a apoptosis Debido a que los lisosomastienenenzimashidrolíticas y éstos son activadosporlasaltasconcentraciones de ácidooleico y palmítico, lascuales son tóxicas y desencadenan la permeabilización de los lisosomaspor la activación de Bax y liberaciónsecundariamente de la catepsina B Am J PhysiolGastrointestLiverPhysiol 2006;290:G1339–G1346. Hepatology 2004;40:185–194. Oncogene 2004;23:2881–2890.

20. ACTIVACIÓN DE LOS LISOSOMAS En pacientes con EHNA la permeabilización de los lisosomas y liberación de catepsina B correlacionan con el grado de actividadinflamatoria Ratonesdeficientes de catepsina B estuvieronprotegidos contra el desarrollo de hígadograso, a pesar del desarrollo de obesidad La permeaciónlisosomal se asoció con la activación del NF-κB, estaactivación genera TNF-α La sobreexpresión de Bcl-xLbloqueo la permeaciónlisosomal Am J PhysiolGastrointestLiverPhysiol 2006;290:G1339–G1346. Hepatology 2004;40:185–194. Oncogene 2004;23:2881–2890.

21. ESTRES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Tienesensores de estrés en la membrana, si hay estréscrónico se descencadena apoptosis: proteínarequiriente de inositol-1 (IRE-1), factor activante de la transcripción-6 (ATF-6) y la protein cinasa RNA-like del RE (PERK) La activación de IRE-1 conduce a activación de JNK y rupturaendonucleolítica de la proteínafijadora de la caja X (uXBP1) En trabajoshechos con modelos de ratonesobesosporgenética y dietademostraronque el estrés del RE condujo a la activación de JNK y otrosmarcadores de estrés del RE Nat Rev Mol CellBiol 2007;8:519–529. J Hepatol 2006;45:321–333. Science 2004;306(5695):457–461. Aliment PharmacolTher 2006;23(1):91–98 Endocrinology 2006;147(2):943–951. Am J PhysiolEndocrinol Metab 2006;291(2):E275–E281..

22. ESTRES DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO La activación del JNK llevo a la fosforilación de serina del IRS-1 y resistencia a la insulina. Un modelo de ratones con dieta rica en Ac. grasos saturados, activó la vía del estrés del RE e incremento de sXBP-1, BiP/GRP 78 y CHOP, mas porcentaje de apoptosis, comparados con una dieta con ácidos grasos poliinsaturados En otro estudio se encontró que Ac. grasos saturados (palmítico y estearico) activaron la vía de estrés del RE y condujeron a apoptosis in vitro En humanos con esteatosis y esteatohepatitis se observa una activación importante del estrés del RE. Nat Rev Mol CellBiol 2007;8:519–529. J Hepatol 2006;45:321–333. Science 2004;306(5695):457–461. Aliment PharmacolTher 2006;23(1):91–98 Endocrinology 2006;147(2):943–951. Am J PhysiolEndocrinol Metab 2006;291(2):E275–E281..

23. RECEPTORES DE LA MUERTE Los receptores del TNF-α (TNFR 1 y 2) se encuentran en los hepatocitos y activan apoptosis a través de NFκβ activa genes de inflamación e inhibe los de sobrevida celular

24. TNFα Y MUERTE CELULAR TNF-α esunacitocinaproinflamatoriapuedeinducirmuertecelular La obesidades un estadoinflamatoriocrónico con infiltración de macrófagos en tejidoadiposo y liberación de mediadoresinflamatoriosincluyendo TNF-α La obesidadporalimentos conduce a elevación de TNF-α y resistencia a la insulina J ClinInvest 2003;112(12):1796–1808. Am J Med Sci 2001;322(2): 75–78. Hepatology 2003;37(2):343–350.

25. TNFα Y MUERTE CELULAR El TNF-α promueve el desarrollo de esteatosishepática dado queaumenta la expresión de genes lipogénicos Estocorroboradopor el descenso de la esteatosis con la inhibiciónfarmacológica (inflixumab) La expresión del ligando de FAS estaincrementada en pacientes con esteatosishepática. J ClinInvest 2003;112(12):1796–1808. Am J Med Sci 2001;322(2): 75–78. Hepatology 2003;37(2):343–350.

26. Ácidos grasos libres TLR 4 ¿? BIM Activación JNK Bax Incremento Oxidación Permeabilización mitocondrial Permeabilización lisosomal Estrés Oxidativo Estrés RE Expresión de Genes de Inflamación Apoptosis de Hepatocitos Fibrosis Apoptosis de Hepatocitos Cirrosis SeminLiverDis 2008;28:360–369

27. CONCLUSIONES Los cambios en el hepatocito secundarios a las alteraciones metabólicas que genera la obesidad y resistencia a la insulina están relacionados con: Liberación de ácidos grasos libres Los ácidos grasos libres general estrés en el RE, así como inducción de proteínas proapoptóticas de la mitocondria y lisosomas El TNF-α elevado por el proceso inflamatorio genera expresión de proteínas de muerte celular

28. CONCLUSIONES El estrés celular que se genera por el proceso inflamatorio lleva a apoptosis del hepatocito, posteriormente fibrosis y eventualmente cirrosis.

29. GRACIAS