• Fig. 1. Los datos que se tomaron corresponden al promedio de dos análisis de agua de la misma vivienda separados una semana entre sí. Fueron procesados y graficados para curvas de nivel por el software de Erdas v.11.1 y ajustados a tres zonas de valores promedio: bajo, intermedio y alto (los datos obtenidos se hallan simbolizados mediante círculos que reflejan las respectivas cuantificaciones).
Editorial

ALZHEIMER: NOVEDOSOS FACTORES DE RIESGO


Cupremia y colesterolemia como factores de riesgo en pacientes con enfermedad de Alzheimer.
Carina G. Jomñuk, Diana Olga Cristalli, Nathalie Arnal, Carlos Alberto Marra, Leandro Vecchio Dezillio, Natalia Lausada. Resumen de artículo publicado en Acta Bioquím Clín Latinoam 2018; 52 (2): 151-83 [227 referencias bibliográficas].


La enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurológico primario, progresivo, degenerativo e incurable que afecta fundamentalmente al cerebro y que lleva a una creciente pérdida de múltiples funciones lo cual finalmente determina la pérdida total de identidad. Clínicamente el cuadro es muy heterogéneo y puede estar íntimamente vinculado a factores genéticos debidos a mutaciones en los cromosomas 1, 14, 19 y 21.

Sin embargo, la interacción del genoma del paciente con el entorno resulta crucial en su establecimiento y progresión (presión epigenética) y actualmente es el foco de numerosas investigaciones en el campo de las neurociencias. No existe aún una prueba de laboratorio que tenga la suficiente especificidad y sensibilidad como para realizar el diagnóstico diferencial de la AE de manera temprana y confiable. No obstante, algunos estudios permiten evaluar la progresión de la enfermedad o la eficacia de los tratamientos. Por esta razón se busca extender y profundizar las observaciones referentes tanto al mecanismo íntimo por el cual el daño neurológico acontece, como a su diagnóstico y pronóstico, de manera de poder disponer de estrategias para mitigarlo y contar con elementos de juicio confiables que puedan ser empleados en la práctica clínica. En este sentido se ha dirigido la atención hacia factores de riesgos novedosos o emergentes como son los metales pesados de transición, en especial el Cu y su sistema homeostático, como así también al colesterol y sus productos de peroxidación. A medida que el cerebro envejece ocurren progresivos eventos pro-oxidativos e inflamatorios que son característicos de la pérdida de neuronas/sinaptosomas y de glía. Dentro del sistema nervioso central (SNC) el Cu unido a ceruloplasmina (CRP) es minoritario respecto del libre, situación completamente opuesta a lo que acontece con el Cu circulante en sangre periférica. Por lo tanto, es razonable hipotetizar que el exceso de Cu no unido a CRP (NCBC) -o la disrupción del equilibrio entre Cu libre y ligado a CRP- es un factor crítico en la etiopatogénesis de los daños cerebrales de base pro-oxidativa como acontece en la EA. Por otro lado se ha demostrado que las enzimas Β - y γ- secretasas que procesan al péptido precursor de los amiloides (APP) se encuentran asociadas a rafts (o “balsas” de lípidos de membrana) muy enriquecidas en colesterol y que probablemente sea este lípido el responsable de aumentar la actividad de clivaje formadora de placas amiloides. A su vez, los complejos (ΒA)/Cu+2 pueden acumular colesterol y producir peróxido de hidrógeno (y otras sustancias reactivas del oxígeno) y formas de colesterol oxidado (en conjunto denominados peroxi-colesteroles) los cuales son altamente neurotóxicos.


Los modelos de experimentación animal sugieren que se requiere de la co-existencia de ambos factores -hipercolesterolemia y sobrecarga de cobre libre o NCBC - para que el daño neurológico se produzca mediante muerte celular programada por señales pro-oxidativas o redox-dependientes. En humanos, la sobrecarga de Cu es un hecho mucho más frecuente de lo sospechado y existen poblaciones expuestas a cantidades excesivas de este metal durante largos periodos de su vida en forma sub-signológica y sub-sintomática (agua de red, uso del dispositivo intrauterino, suplementos dietarios, exposición a polución medioambiental y a productos manufacturados, consumo de peces y frutos de mar, etc.). La hipercolesterolemia -por su parte - es una pandemia mundial que no parece tener límites expansivos. El colesterol periférico transportado por LDL y HDL se halla continuamente expuesto a un ambiente pro-oxidativo determinado por especies radicalarias derivadas del oxígeno y nitrógeno (ROS y RNS). Esta situación ocurre muy especialmente en el SNC debido a la conocida ineficacia de sus sistemas de defensa antioxidante enzimáticos y no enzimáticos. En suma, el incremento de la incidencia y prevalencia de la EA estaría íntimamente vinculado a un cuadro de estrés oxidativo caracterizado por dishomeostasis del Cu y del metabolismo del colesterol. Por esa razón, el objetivo del estudio fue determinar varios marcadores bioquímicos asociados a estos aspectos para luego analizar si existe entre ellos una vinculación que pueda darles valor clínico tanto de tipo pronóstico como evaluativo de las estrategias terapéuticas a que se sometan los pacientes con EA.


Se estudiaron a 241 personas, 119 controles y 122 pacientes con Alzheimer (EA) subagrupados en tres categorías de acuerdo con el estadio clínico de la dolencia, con el objetivo de investigar la influencia de niveles elevados de NCBC y colesterol plasmático (total, -LDL, -HDL normal y peroxidado) como factores de riesgo para la EA. Se determinaron, asimismo, varios biomarcadores de estrés oxidativo, parámetros del metabolismo de lípidos y del sistema homeostático del Cu en sangre periférica, la concentración de péptidos amiloides y también el desempeño cognitivo de pacientes y controles evaluados mediante mini-test de estado cognitivo (MMSE). Se encontró que en el gran La Plata existe una muy significativa correlación entre el nivel de NCBC en sangre periférica y el Cu en agua de uso domiciliario (Fig. 1).


Fig. 1. Los datos que se tomaron corresponden al promedio de dos análisis de agua de la misma vivienda separados una semana entre sí. Fueron procesados y graficados para curvas de nivel por el software de Erdas v.11.1 y ajustados a tres zonas de valores promedio: bajo, intermedio y alto (los datos obtenidos se hallan simbolizados mediante círculos que reflejan las respectivas cuantificaciones).


CONCLUSIONES


Las conclusiones obtenidas mediante ponderación de variables y ajustes de correlación lineal y no lineal indicaron que los pacientes expuestos simultáneamente a hipercolesterolemia y elevado NCBC tuvieron mayor proporción de marcadores de estrés oxidativo en sangre periférica (carbonilos proteicos, sustancias reactivas al tiobarbiturato, glutatión oxidado y descenso de antioxidantes totales en sangre), conjuntamente con un incremento de HDL-colesterol peroxidado y lipoproteína “a” que correlacionó con la gravedad de su cuadro clínico. Lo mismo sucedió con la relación entre péptidos amiloides (Β1-40) y (Β1-42) en plasma y los valores del MMSE. En el análisis bioestadístico se definió una función auxiliar FAE (función de adición de efectos) definida como la suma de las variables Ox-HDL y NCBC normalizadas en términos de unidades de desviación estándar [Pe = [P-Ppg]/DSpg); FAE = Pe(Ox-HDL) + Pe(NCBC)]. FAE cuantificó el daño por NCBC y HDL-colesterol peroxidado de manera directamente proporcional a la pérdida de desempeño cognitivo estimada por medio del MMSE (Fig. 2) con elevados niveles de significación y márgenes de confiabilidad.


Fig. 2. Comportamiento de las variables que ponderan el desempeño cognitivo (MMSE) y la influencia concomitante de NCBC y Ox-HDL (función FAE) previamente normalizadas a unidades de desviación standard y luego regresionadas mediante ajuste de mínimos cuadrados. La función FAE es de fácil determinación y puede considerarse un nuevo biomarcador para estudiar el riesgo en poblaciones expuestas, apoyar el diagnóstico clínico, o evaluar la eficacia de estrategias terapéuticas en pacientes con EA.


El mecanismo subyacente en estos daños inducidos por hipercoleterolemia en concomitancia con la elevación del NCBC, podría involucrar específicamente al fosfolípido acídico cardiolipina (CL). La evidencia experimental en animales indica que la CL resulta peroxidada en membranas mitocondriales de cerebro de ratas Wistar alimentadas con dietas enriquecidas en Cu y colesterol. Este fosfolípido posee cadenas laterales de ácidos grasos que se encuentran mucho más insaturadas en el SNC (enriquecidas en PUFAs sobre todo 22:5 y 22:6 de la serie esencial n-3) que en cualquier otro órgano. La mayor peroxidabilidad de la CL inducida por NCBC se encontró al analizar la corteza, el hipocampo, y la sustancia nigra. De modo que la Ox-CL podría ser el agente causativo directo del daño neurológico al funcionar como señal precursora de la integración del apoptosoma y de la pérdida neuronal por muerte programada vía liberación de citocromo c desde la mitocondria hacia el citoplasma. Esto es altamente factible a la luz de recientes evidencias biofísicas que demostraron (en este modelo animal de sobrecarga de Cu y colesterol) una alteración de la permeabilidad y de la estructura de las membranas mitocondriales mediante determinaciones de microviscosidad aparente y de los potenciales transmembrana (∆Ψ). Así, la asociación de altos niveles de NCBC y colesterol provocaría la acumulación de Ox-CL de un modo potenciado y finalmente la activación funcional del apoptosoma con la subsecuente pérdida sináptica y de cuerpos neuronales. Ese modo de acción está directamente vinculado no solo al colesterol per se sino también a la formación de su productos de peroxidación dentro del SNC, tales como por ejemplo los oxicolesteroles y los secosteroles aldehídicos que se sabe contribuyen a conformar el apoptosoma y dañar la barrera hematoencefálica. Todos los fenómenos pro-oxidativos del sistema nervioso central confluirían desencadenando un cuadro inflamatorio crónico (gliosis reaccional) que se sabe concluye en muerte celular programada. Una cuestión crucial en este mecanismo es la barrera hematoencefálica. Se conoce que el colesterol periférico está mayormente esterificado y que, en cambio, el del SNC está en enorme proporción al estado libre. Asimismo, se sabe que la barrera hematoencefálica funciona regulando la homeostasis del cobre de un modo altamente sofisticado. De modo que la alteración de ambos factores epigenéticos en la sangre periférica deben producir algún tipo de daño - muy probablemente de causa pro-oxidativa - en la integridad y en la función de la barrera hematoencefálica para permitir que esos cambios orquesten las alteraciones antes descriptas dentro del SNC. Ya existen algunas evidencias en animales que soportan esta suposición y que podrían también darse en el caso de humanos. Esta teoría del daño pro-oxidativo específicamente sobre la estructura y función de la barrera hematoencefálica causado por agentes pro-oxidantes como el NCBC y los oxicolesteroles ha sido la base sobre la cual se implementaron en la práctica clínica terapias antioxidantes en pacientes con EA.


Debe recordarse que la muerte neuronal por apoptosis y la pérdida de sinaptosomas son procesos silentes, asintomáticos y asignológicos hasta cierta etapa en la cual los recursos curativos no existen y solo se puede echar mano de estrategias paliativas. No obstante lo dicho, estos acontecimientos muchas veces pueden verse reflejados en la sangre periférica tal como lo demuestra este estudio. De allí que sea altamente pertinente insistir con la investigación y la validación de nuevos biomarcadores que sean útiles en la práctica clínica. Este punto de vista coincide con el de muchos investigadores que señalan insistentemente la urgencia de contar con determinaciones de laboratorio que aborden el problema del riesgo que significa la exposición crónica y simultánea a Cu libre e hipercolesterolemia.


Se podrá acceder, también, al artículo completo “CUPREMIA Y COLESTEROLEMIA COMO FACTORES DE RIESGO EN PACIENTES CON ENFERMEDAD DE ALZHEIMER” publicado en Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana a través del sitio www.scielo.org.ar, ingresando al volumen 52, Nº 2 de 2018.

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