Melatonina como protector frente a los radicales libres en la hepatotoxicidad por ácidos biliares

Resumen

Un radical libre (RL) se define como toda molécula, o fragmento de ésta, con uno o varios electrones desapareados en su orbital más externo. Este desequilibrio electrónico les confiere una gran apetencia por electrones que sustraen de las moléculas vecinas. Los radicales libres atacan a todos los componentes celulares, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. La consecuencia funcional de su alteración estructural será la disminución o pérdida de su actividad biológica y en último grado la muerte celular. La colestasis es una alteración del flujo biliar que implica una acumulación de ácidos biliares en los hepatocitos. Aunque se desconoce el mecanismo íntimo por el cual los ácidos biliares inducen la lesión hepatocelular durante la colestasis, recientemente se ha descrito que los radicales libres están involucrados en su fisiopatología. La N-acetil-5-metoxitriptamina o melatonina es una molécula sintetizada a partir del aminoácido triptófano. En 1.993, R. J. Reiter y colaboradores describieron la actividad antioxidante de la melatonina en un sistema in vitro generador de radicales hidroxilo. La melatonina posee una clara función antioxidante que realiza por varios mecanismos: 1) acción directa depuradora de RL por un mecanismo de transferencia de electrones en el que la melatonina dona un electrón, 2) estimulación de la actividad de enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa y la glutatión peroxidasa, e inhibición de aquellos que promueven la formación de RL como la óxido nítrico sintasa, 3) mejora de la eficiencia de la fosforilación oxidativa mitocondrial, reduciendo la formación de RL, 4) actuación cooperativa con otros antioxidantes. El objetivo prinicpal de este trabajo fue estudiar la potencia antioxidante de la melatonina como protector frente a los radicales libres en la hepatotoxidad por ácidos biliares. En esta investigación se han utilizado homogeneizados y membranas aisladas de hepatocitos obtenidas de ratas macho Sprague-Dawley, en las que se valoró el daño oxidativo producido por los ácidos biliares en los lípidos y proteínas directamente y en presencia de FeCl3 y ácido ascórbico. El daño oxidativo a los lípidos se estudió mediante la cuantificación de las concentraciones de malonaldehído y 4-hidroxialquenales (MDA+4-HDA), uno de los productos finales de la reacción de peroxidación lipídica, y la determinación de restos carbonilo generados durante la oxidación de las proteínas. Se valoraron siete ácidos biliares: ácido ursodesoxicólico (UDA), desoxicólico (DCA), taurodesoxicólico (TDA), quenodesoxicólico (QCA), tauroquenodesoxicólico (TQA), litocólico (LCA) y taurolitocólico (TLC). Elegido el ácido más prooxidante, TLC, se realizaron cinéticas de tiempo y concentración para establecer sus condiciones óptimas de daño oxidativo. Finalmente se evaluó la capacidad antioxidante de melatonina. Los resultados obtenidos demuestran que la exposición in vitro de homogeneizados o membranas aisladas de tejido hepático a siete ácidos biliares provocó ataque por radicales libres a sus lípidos y proteínas. En todos los casos se constató carbonilación proteica, mientras que sólo los conjugados con taurina indujeron lipoperoxidación en homogeneizados y DCA, UDA, LCA y TLC en las membranas hepáticas. El TLC fue el ácido biliar que implicó mayores niveles de MDA+4-HDA y carbonilación. Las potencias relativas de cada ácido biliar pueden deberse a su estructura química, que rige su grado de hidro-liposolubilidad y su capacidad de transferencia electrónica. Todos los ácidos biliares estudiados potenciaron el efecto prooxidante del hierro salvo el QCA. Esta acción se observó mejor en las membranas que en los homogeneizados. Nuevamente el mayor efecto lo produjo el TLC con excepción de la oxidación proteica de los homogeneizados, en las que sólo el TDA modificó las concentraciones de restos carbonilo con significación estadística. La incubación con TLC de las membranas hepáticas en presencia y ausencia de cloruro férrico y ácido ascórbico aumentó las oxidaciones lipídica y proteica de forma tiempo y concentración dependientes. En los homogeneizados esta acción del TLC sólo se observó potenciando la peroxidación lipídica causada por el hierro. La melatonina previno de forma concentración dependiente el daño oxidativo a los lípidos y proteínas causado por el TLC, especialmente a nivel de las proteínas de las membranas hepáticas. También redujo con gran eficiencia el efecto potenciador del TLC en la oxidación causada por hierro y ascórbico. La acción protectora de la melatonina in vitro frente a la lesión oxidativa causada por ácidos biliares refuerza la necesidad de realizar más estudios farmacológicos que evalúen el papel de la melatonina en la prevención de la hepatotoxicidad de las patologías colestáticas mediada por radicales libres.