Leziunile hepatice au constituit una dintre primele dovezi ale implicarii stresului oxidativ in patogeneza diferitelor afectiuni (Di Luzio s.c., 1967). n3t5tr
Desi in cursul metabolismului normal al celulelor aerobe se formeaza continuu SRO,agresarea celulara este prevenita prin mecanisme antioxidante si sisteme enzimatice epuratoare. SRO intevin in functiile celulare normale (fagocitoza si aparare antimocrobiana, reglare imuna, metabolismul acidului arahidonic). In diferite circumstante patologice (procese inflamatorii, toxice medicamentoase, conditii de ischemie-reperfuzie, carcinogeneza, imbatrinire) formarea SRO creste masiv, depasind mecanismele antioxidante. Radicalii oxigenului pot afecta reversibil sau ireversibil toate tipurile de substante biochimice ( acizi nucleici, proteine, aminiacizi liberi, lipide si lipoproteine, hidrati de carbon, acid hialuronic sau molecule matriceale), influentand fluiditatea si functia membranara, metabolismul celular sau expresarea genelor.
Ficatul, centrul metabolic al organismului, are un rol important in fagocitoza si in reactiile imunologice.Acesta contine enzime oxidative microzomale, XO, celule Kupffer, care in conditii prooxidative devin surse ale producerii de SRO in exces, dar si cantitati mari de AO (SOD, CAT, GSH-Px, GSH, ceruloplasmina, vitamina E). Datorita rolului esential in metabolizarea compusilor exo si endogeni, ficatul este expus la numeroase stresuri oxidative si este bogat in enzime epuratoare ale SRO. Totusi, cand productia de SRO depaseste activitatea enzimelor epuratoare, apar leziuni hepatice.
Argumente experimentale si clinice sustin implicarea SRO in aparitia diferitelor tipuri de leziuni hepatice cum ar fi cele alcoolice,din hepatitele toxice si medicamentoase ori virale, din ciroza biliara primitiva si alte boli colestatice, din bolile metabolice si de stocaj, din sindromul de ischemie reperfuzie, din fibrogeneza si ciroza hepatica sau cele din hepatocarcinogeneza (Szanto, 2000).
Enzimele antioxidante hepatice in conditii normale si patologice
Superoxid dismutaza
SOD catalizeaza transformarea anionului superoxid in oxigen molecular si peroxid de hidrogen, fiind un mecanism biologic primar de aparare impotriva superoxidului. Anionul superoxid este una dintre cele mai reactive specii de oxigen si este produs diferite procese endogene normale, inclusiv in auto-oxidarea hemoglobinei, in hidroxilarea oxidazei microzomale cu functii mixte sau in procesul de fagocitoza granulocitara. Ficatul uman contine cantitati importante de SOD. Din punct de vedere biochimic, la mamifere exista doua izoenzime ale SOD: CuZnSOD care contine cupru si zinc , localizata in compartimentul citozolic si MnSOD, localizata in matricea mitocondriala ( Fridovich, 1974).
Tehnica imunoperoxidazei indirecte, utilizind anticorpi IgG de iepure anti-CuZnSOD umana, a evidentiat localizarea enzimei in hepatocite in cisternele perinucleare, in reticulul endoplasmatic rugos, in vezicule si aparatul Golgi.
Intensificare proceselor de lipoperoxidare produse de superoxid, apare in ficat in diferite afectiuni. Activitatea celor doua izoenzime ale SOD evolueaza diferit, determinind modificari ale activitatii SOD totale in bolile hepatice. Activitatea SOD totale este redusa in hepatitele cronice active de diferite etiologii si in cirozele hepatice nealcoolice si este crescuta in hepatitele acute. Cresterea activitatii SOD in tesutul hepatic a fost semnalata si la copiii cu hepatopatii colestatice. Scaderea activitatii SOD totale din hepatitele cronice active si cirozele nealcoolice se datoreaza, in principal, reducerii activitatii CuZnSOD, in timp ce activitatea crescuta a SOD totale in hepatitele acute se produce prin cresterea activitatii MnSOD. In cirozele alcoolice activitatea totala a SOD este aceeasi cu a martorilor sanatosi, activitatea MnSOD fiind insa semnificativ mai intensa decat la grupul de control. Din aceste motive este importanta determinarea activitatii separate a Cu ZnSOD si a MnSOD, nu numai a SOD totale, care poate da rezultate discordante.
In bolile hepatice in general, activitatea CuZnSOD a fost gasita mai scazuta decat la martorii sanatosi. Posibilele explicatii ar fi: inactivarea enzimei, scaderea nivelului cuprului si zincului, reducerea sintezei sau depletia enzimei din hepatocite.
Studii ultrastructurale au evidentiat prezenta abundenta a CuZnSOD in jurul picaturilor lipidice din hepatocite in steatoza , ceea ce sugereaza producerea accelerata a enzimei cu rol in inhibitia formarii de lipoperoxizi produsi de superoxid. CuZnSOD s-a detectat si pe membrana citoplasmatica in ciroza hepatica nealcoolica, evidentiindu-se faptul ca membrana celulara devine tot mai fragila pe masura evolutiei bolii hepatice. Prin acumularea lipoperoxizilor produsi de SRO pe membrana hepatocitara se explica prezenta CuZnSOD produse in reticulul endoplasmatic rugos, care protejeaza celulele fata de leziunile produse prin SRO. In hepatitele virale cronice, activitatea CuZnSOD devine cu atat mai intensa cu cat creste severitatea histologica a bolii.
Determinarea nivelului cuprului si zincului in ficatul bolnavilor cu ciroze nealcoolice comparativ cu martori fara boli hepatice a aratat ca nivelul mediu al cuprului la cirotici a fost mai mare comparativ cu lotul de control, in timp ce nivelul mediu al zincului la cirotici a fost mai scazut decat la martori. Astfel, se pare ca activitatea CuZnSOD este afectata mai mult prin lipsa cuprului decat a zincului. De fapt, activitatea redusa a CuZnSOD in ficatul bolnav se poate atribui reducerii sintezei enzimei sau depletiei acesteia din hepatocite.
Concentratia CuZnSOD a fost gasita redusa si in mucoasa gastrica a bolnavilor cu ciroza hepatica si hepatocarcinom, dar nu si a celor cu hepatita cronica. Leziunile mucoasei gastrice (petesii, eroziuni, ulcer) aparute la bolnavii cu hipertensiune portala par a fi datorate ruperii barierei mucoase si/sau tulburarilor microcirculatorii. Perturbarile circulatorii care dau „gastropatia congestiva” ( Mc Cormack s.c.,1985), pot fi considerate ca un marker al stresului oxidativ indus de boala hepatica in mucoasa gastrica. SRO sunt considerate responsabile de cresterea permeabilitatii in intestinul ischemic, AO naturali fiind consumati in procesul de epurare a SRO. Deoarece activitatea totala a SOD nu a fost modificata fata de martori, leziunile mucoasei gastrice par a fi datorate consumului de CuZnSOD.
In ceea ce priveste MnSOD, Keen s.c. au aratat in 1985 ca activitatea enzimei este crescuta in ficatul maimutelor la care s-a administrat etanol.Se sugereaza astfel faptul ca activitatea crescuta a MnSOD ar reflecta inductia substratului, superoxizii fiind generati in cursul metabolizarii etanolului. La bolnavii cu ciroza alcoolica, activitatea crescuta a Mn-SOD poate reflecta inductia substratului. Si in hepatitele acute activitatea MnSOD este mai intensa decat la martori. In schimb, in hepatita cronica activa si in ciroza nealcoolica, activitatea MnSOD este normala. Se cunoaste faptul ca turnoverul enzimatic in mitocondrii este mai lent decat in citozol. Conservarea activitatii MnSOD in cirozele nealcoolice poate reflecta rata lenta a turnoverului enzimelor mitocondriale. In concordanta cu aceste date, in hepatopatiile nealcoolice, chiar avansate, functia mitocondriala de eliminare a superoxidului pare pastrata. In ciroza biliara primitiva s-a evidentiat cresterea MnSOD serice, posibil ca o consecinta a cresterii generarii de superoxid si a inductiei consecutive a enzimei in tesutul hepatic.
Desi unele studii semnaleaza efectele benefice ale administrarii SOD in modelele experimentale de fibroza, efectele antiinflamatoare si antifibrotice ale SOD au fost modeste in vivo. Aceste efecte pot fi legate de perioada de injumatatire foarte scurta a SRO. In consecinta, un radical epurator eficient trebuie sa indeplineasca trei conditii: sa fie la locul potrivit, la timpul potrivit si in concentratia potrivita. Deoarece SOD nelegat este rapid indepartat din circulatie prin filtrarea glomerulara (T/2 apoximativ 6 min.), optiunea farmacologica promitatoare ar trebui sa determine eliberarea celulara specifica a SOD conjugat sau legat de macromolecule PEG. Aceasta legare previne clearance-ul renal si prelungeste T/2 plasmatic al SOD. Cuplarea SOD cu PEG nu poate insa creste si induce preluarea enzimei epuratoare in celulele tinta.
Studii din 1999 ale lui Swart s.c., au urmarit eficienta SOD cuplate cu polianionul DIVEMA sau manozilarea enzimei pentru a facilita preluarea sa specifica de catre celulele Kupffer si de catre celulele hepatice endoteliale. Anterior, acesti compusi au fost studiati la sobolanii cu fibroza hepatica indusa prin ligatura cailor biliare. Experimentul animal a aratat ca legarea covalenta SOD-DIVEMA determina preluarea semnificativa a SOD in celulele neparenchimatoase hepatice, atat din ficatul normal cat si din cel fibrotic al sobolanilor, spre deosebire de preluarea redusa a SOD nativa. Evaluarea profilului farmacocinetic al DIVEMA-SOD a aratat o prelungire semnificativa a T/2, care nu se modifica nici dupa inducerea fibrozei, in timp ce clearance-ul manoza-SOD a fost mult crescut la sobolanii cu fibroza. Manoza-SOD este preluata predominent in celulele Kupffer, in timp ce DIVEMA-SOD este substrat pentru receptorii epuratorilor si se acumuleaza preferential in celulele endoteliale. Studiile de distributie tisulara cu conjugati SOD radiomarcati, arata o acumulare de manoza-SOD si DIVEMA-SOD in ficat, in timp ce SOD nativ se acumuleaza preferential in rinichi.
In ficatul fibrotic de sobolan tratat cu DIVEMA-SOD, s-a observat ca SOD s-a acumulat atat in celulele Kupffer cat si in cele endoteliale; acestea fiind celulele tinta relevante pentru eliberarea specifica a epuratorilor SRO. La animalele tratate cu acest nou compus s-a demonstrat o reducere marcata a producerii intrahepatice de SRO in vivo.Producerea de SRO in ficat a fost intens inhibata la o ora dupa administrarea de manoza-SOD sau DIVEMA-SOD, in timp ce numarul neutrofilelor si a celulelor Kupffer nu s-a modificat. Tinand cont de efectul direct al SRO asupra activarii celulelor hepatice stelate si asupra producerii de colagen, aplicarea conjugatilor polimerici ai SOD in tratamentul fibrozei hepatice poate reprezenta un concept atractiv pentru terapia antifibrotica.
Catalaza
CAT este o hem-enzima citoplasmatica care catalizeaza reducerea bivalenta a peroxidului de hidrogen la apa.
CAT poate oxida etanolul in vitro in prezenta unui sistem generator de hidro-peroxid in ficat. Rolul sau este limitat in conditii fiziologice de nivelele reduse ale peroxidului de hidrogen generat. Contributia CAT poate creste in cazul aparitiei unei productii crescute de peroxid datorate ß-oxidarii acizilor grasi in peroxizomi, care se observa insa doar in absenta activitatii ADH. Consumul indelungat de etanol se asociaza cu cresteri ale citocromului specific P4502E1, care initiaza ?-hidroxilarea microzomala a acizilor grasi, acestia putand compensa-cel putin partial- deficitul de oxidare a acizilor grasi datorat leziunilor mitocondriale induse de alcool (Lieber, 1992). Produsii ?-oxidarii cresc continutul citozolic de proteina hepatica de legare a acizilor grasi si ß-oxidarea peroxizomala, reprezentand o cale alternativa minora.
In hepatitele acute, hepatitele cronice active, cirozele hepatice alcoolice si nealcoolice, activitatea CAT a fost gasita semnificativ mai redusa decat la martori.Cauzele acestei scaderi ar putea fi multiple: reducerea nivelului fierului, reducerea sintezei enzimei sau depletia enzimei din hepatocite. Deoarece nivelul seric al fierului in bolile hepatice este in limite normale, activitatea scazuta a CAT poate fi atribuita reducerii sintezei sau depletiei din hepatocite.
S-a gasit o corelatie pozitiva intre activitatea CuZnSOD si a CAT in ficat. CuZnSOD este inactivata de catre peroxidul de hidrogen, iar CAT suprima inactivarea CuZnSOD. Se poate presupune ca reducerea activitatii CAT determina inactivarea CuZnSOD. Reducerea concomitenta a activitatii CuZnSOD si a CAT poate exacerba leziunile hepatice in cursul cresterii bruste a producerii de SRO.
In eritocitele bolnavilor cu ciroze hepatice alcoolice s-au gasit nivele reduse ale CAT, numai in formele decompensate, in timp de in cirozele compensate si in hepatopatiile alcoolice necirotice nivelul CAT eritrocitare a fost nemodificat fata de martori. Scaderea CAT s-a asociat cu reducerea GSH-Px si a continutului de GSH. Datele sugereaza implicarea preponderenta a stresului oxidativ in modificarea compozitiei lipidice a membranelor eritrocitare, avind drept consecinta anomaliile hemolitice bine cunoscute. Datorita acestui deficit enzimatic, hematiile bolnavilor cu ciroza alcoolica moderata/severa vor fi mai putin protejate fata de stresul oxidativ.
Glutation-peroxidaza
GSH-Px catalizeaza atat reducerea peroxidului de hidrogen cat si a lipoperoxizilor.In 1977, Maral s.c. au determinat activitatea CAT si GSH-Px in eritrocitele diverselor animale de experienta si au constatat ca nivelele scazute de CAT pot fi compensate de cresterea nivelului GSH-Px.
La bolnavii cu ciroze hepatice, un studiu din 1990 a evidentiat conservarea activitatii GSH-Px, fara a putea exclude complet compensarea enzimei prin activitatea CAT. Se stie ca activitatea GSH-Px depinde de activitatea GSH-reductazei (GSH-r) si de disponibilitatea NADPH.
Studii mai recente au evidentiat o scadere a activitatii GSH-Px in tesutul hepatic al animalelor tratate cu etanol.
La pacientii cu ciroze hepatice s-au gasit nivele mai scazute ale activitatii GSH-Px si SOD in eritrocite, comparativ cu martorii sanatosi. Punchard s.c. au evidentiat in 1994 faptul ca eritrocitele alcoolicilor cu ciroza severa au rezistenta crescuta la lipoperoxidare, compa-rativ cu subiectii sanatosi sau alcoolicii cu hepatopatii moderate. Autorii sugereaza ca aceasta rezistenta este legata mai mult de afectarea hepatica decat de abuzul de alcool si poate apare prin modificarile in compozitia lipidica a membranelor eritrocitare datorate unor functii hepatice anormale. Rezultate din 1999 arata ca rezistenta crescuta a eritrocitelor nu se datoreaza si cresterii capacitatii antioxidante, deoarece sistemul enzimatic de aparare antioxidativa a fost gasit mult deprimat atat in cirozele alcoolice cat si nealcoolice, reactiile enzimatice fiind perturbate in eritrocitele bolnavilor cu ciroza.
Deoarece nivelul seric al ceruloplasminei-cel mai puternic AO din ser- nu a fost gasit modificat in afectiunile hepatice alcoolice sau nealcoolice in care enzimele AO intracelulare prezinta variatii prin consum, se considera ca aceasta enzima poate limita lezarea oxidativa extracelulara.
In concluzie, activitatea CuZnSOD si CAT este redusa in bolile hepatice umane. Aceasta reducere poate rezulta din incapacitatea de a face fata cresterii bruste a SRO. Activitatea MnSOD si a GSH-Px pare pastrata la bolnavii cu hepatopatii avansate. In hepatitele acute si in cirozele alcoolice activitatea MnSOD este crescuta.
Antioxidantii neenzimatici hepatici, in conditii normale si patologice
Glutationul
Forma redusa a GSH este unul dintre AO majori.
Este cunoscuta importanta biologica a GSH intracelular in reglarea unor procese enzimatice, in sinteza leucotrienelor si in protectia celulei fata de stresul oxidativ. GSH extracelular este important in detoxificarea SRO produse de neutrofilele activate si ca forma de transport a cisteinei de la un organ la altul (vezi Cap.1). Studiile la animale au demonstrat rolul central al ficatului in reglarea pool-ului circulant de GSH (Kaplowitz s.c., 1985). Ficatul poate exporta cisteina sintetizata din metionina sub forma de GSH , iar GSH plasmatic poate servi ca sursa de cisteina pentru tesutul extrahepatic. GSH extrahepatic are rol in detoxifierea SRO din procesele inflamatorii.
Aproape 90% din GSH produs in ficat este eliberat in circulatie si majoritatea GSH circulant este de origine hepatica. GSH plasmatic reflecta astfel si concentratia intrahepatica a GSH si poate fi o proba neinvaziva a statusului GSH hepatic. Concentratia GSH liber circulant este de aproximativ 10 µMol/l si aproximativ aceeasi cantitate de GSH circula legat de disulfid. Proportia se deosebeste de cea a cisteinei care circula 90% sub forma de disulfid. Concentratia GSH in sange este considerata un indicator bun al statusului global al GSH din organism, iar nivelul circulant al GSH are rol in epurarea toxinelor si a SRO (Dass s.c., 1992).
La bolnavii cu ciroza hepatica s-a constatat scaderea semnificativa a concentratiei GSH liber in ser , raportul GSH liber/ GSH total fiind insa identic cu cel al martorilor sanatosi. Scaderea concordanta a GSH liber si total in ciroza hepatica s-ar putea datora fie extragerii crescute a GSH din circulatie prin consum fie unei scaderi de aport, posibil printr-o aprovizionare inadecvata cu precursori aminoacizi a hepatocitului.
La animalele de experienta si la om, ingestia acuta si cronica de etanol induce scaderea GSH din hepatocite, ca o consecinta a oxidarii sale si a translocarii in mediul extra-hepatic sub forma de GSH liber si/sau conjugat cu ACD rezultata din metabolizarea etanolului. Prin metabolizarea completa a etanolului, se formeaza cantitati crescute de SRO, GSH fiind un epurator al acestora. In hematii, scaderea GSH se asociaza cu reducerea semnificativa a activitatii GSH si cresterea MDA, ceea ce sugereaza implicarea SRO in alterarile membranale cauzate de etanol sau de metabolitii acestuia.
Studii experimentale au aratat ca in vitro nivelul cisteinei este cel care regleaza concentratia GSH din hepatocite (Dalhoff s.c., 1992). La bolnavii cu hepatopatii alcoolice cu sau fara ciroza, s-au constatat nivele crescute de cisteina in eritrocite si acestea scad prin administrarea de SAMe, un precursor al GSH (Loguercio s.c., 1994). Se sugereaza astfel ca alterarea membranelor eritrocitare poate influenta transportul transmembranal al cisteinei, determinand cresterea acestui aminoacid si inhibitia sintezei de GSH printr-un posibil mecanism feed-back. La acesti bolnavi activitatea GSH este semnificativ redusa si s-a demonstrat o crestere a MDA in eritrocitele alcoolicilor. Experientele in vitro arata ca adaosul de MDA la eritrocitele donatorilor sanatosi afecteaza functia mecanica a membranei, crescand rigiditatea si scazand deformabilitatea celulara. Studii recente arata ca la alcoolicii cu sau fara afectare hepatica, fluiditatea membranei eritrocitare este alterata si administrarea de SAMe corecteaza aceasta leziune (Muriel, 1993). In eritrocitele umane, activitatea SAMe-sintetazei este reglata de SAMe, enzima fiind implicata in metabolismul gruparilor metil din eritrocite. SAMe influenteaza functia membranelor eritrocitare prin reglarea metil-transferazelor in vitro si in vivo. Administrarea de alcool reduce continutul de GSH din eritrocite, iar administrarea de SAMe inhiba aceasta reducere.
In hepatopatiile alcoolice s-a constatat scaderea concentratiei GSH hepatic asociata cresterii conjugatilor dienici (Shaw s.c., 1983). Reduceri ale GSH hepatic si plasmatic s-au semnalat si la alcoolicii fara leziuni hepatice, legatura dintre metabolizarea etanolului - atat pe calea ADH cat si MEOS- si consumul GSH sau al precursorilor sai (SAMe, fosfatidilcolina) fiind ilustrata in fig.14.1.
Concentratia GSH este redusa si in mucoasa gastrica in hepatitele cronice active, in cirozele hepatice si in hepatocarcinom comparativ cu martorii.Aceasta reducere se face concomitent cu cresterea concentratiei lipoperoxizilor gastrici. Mucoasa gastrica umana contine concentratii crescute de GSH, care este substratul GSH-Px cu rol important in reducerea peroxidului de hidrogen si a epurarii lipoperoxizilor. GSH gastric a fost gasit scazut si in leziunile acute etanolice ale mucoasei gastrice de sobolan (Takeuchi s.c., 1989). Aceste constatari sugereaza faptul ca stresul oxidativ si depletia consecutiva a GSH, au rol in dezvoltarea leziunilor mucoasei gastrice la bolnavii cu afectiuni hepatice in care sunt implicate SRO.
Vitamina E
Speciile de vitamina E (a, ß, d si ?-tocoferol si tocotrienolii) actioneaza ca importanti AO liposolubili la nivelul membranelor celulare, prin inhibitia lipoperoxidarii si a reactiilor in lant ale SRO. Desi in dieta umana forma predominanta de vitamina E este ?-tocoferolul, in tesuturi 90% din vitamina E este reprezentata de a-tocoferol. Deficitul de vitamina E este rar intalnit la subiectii sanatosi si se caracterizeaza prin simptome neurologice (ataxia spino-cerebeloasa, disfunctia cordonala posterioara, neuropatia periferica), distrofie musculara si cresterea hemolizei eritrocitelor. Aceste simptome asociate deficitului de vitamina E s-au evidentiat si in bolile hepatice colestatice, in cirozele avansate si in fibroza chistica, desi rezultatele diverselor studii nu au fost concordante.
La om, statusul vitaminei E depinde de aportul alimentar, de absorbtie, de consumul intrinsec datorat stresului oxidativ si de excretie. Proteina hepatica de legare a tocoferolului incorporeaza preferential a-tocoferolul si cu o afinitate mai redusa ?-tocoferolul in VLDL. Dupa catabolizarea VLDL in LDL, majoritatea vitaminei E este livrata celulelor periferice, via receptori LDL. Vitamina E serica scade progresiv cu cresterea afectarii functiei hepatice.
Pe de alta parte, concentratia serica a vitaminei E se coreleaza si cu concentratia lipidelor serice (colesterol, trigliceride, fosfolipide) si multi autori determina raportul vitamina E/ colesterol sau vitamina E/lipide totale ca fiind sugestiv pentru statusul individual al vitaminei E. Acest raport se coreleaza cu masurarea hemolizei eritrocitelor dupa expunerea lor la diferite dilutii de H2O2 si coroborarea gradului hemolizei cu concentratia vitaminei E si a raportului vitamina E/lipide.
La bolnavii cirotici insa, hemoliza nu se poate utiliza pentru evaluarea statusului vitaminei E, deoarece rezistenta hematiilor este crescuta la hemoliza prin modificarile care survin in compozitia lipidica a membranelor in ciroza alcoolica.
Fibroza hepatica reprezinta raspunsul obisnuit la inflamatia sau intoxicatia cronica datorata infectiilor virale, bolilor autoimune, supraincarcarii cu metale tranzitionale sau abuzului de alcool. Lipoperoxidarea hepatica accelereaza progresia spre ciroza prin activarea celulelor hepatice stelate ( Ito) , cu cresterea consecutiva a productiei de proteine matriceale extracelulare ( Poli s.c., 1997). Vitamina E interfereaza cu mecanismul molecular al fibrozei. Astfel, fibroza hepatica se poate exacerba in conditiile care determina scaderea disponibilitatii vitaminei E. Partial, acest efect putea fi mediat chiar prin functia antioxidanta a vitaminei E. De aceea, unii cercetatori considera ca utilizarea vitaminei E poate contrabalansa hepato-fibroscleroza in hepatopatiile cronice progresive (Houglum s.c., 1997).
Bj?rneboe s.c., in 1987, au raportat scaderea continutului hepatic de a-tocoferol la sobolanii hraniti cu alcool, desi acestia au primit cantitati adecvate de vitamina E. Lipoperoxidarea hepatica se intensifica semnificativ dupa administrarea cronica de etanol la sobolanii care primesc dieta saraca in vitamina E, indicand faptul ca vitamina E din dieta conditioneaza lipoperoxidarea hepatica. La bolnavii cirotici s-au observat nivele hepatice diminuate ale vitaminei E (Leo s.c.., 1993).
La subiectii sanatosi sau hiperlipemici cu boli hepatice colestatice neparenchimatoase, corectarea nivelului vitaminei E este utila pentru normalizarea concentratiei lipidelor si colesterolului. In ciroza hepatica raportul seric vitamina E/ lipide nu poate fi utilizat pentru estimarea deficitului si tratament corectiv , deoarece atat vitamina E cat si lipidele scad paralel cu reducerea functiei hepatice. De aici pot apare rezultatele discordante si atitudinea diferita fata de utilizarea tratamentului corectiv cu vitamina E la cirotici.
Studii recente indica faptul ca raportarea vitaminei E serice la colesterolul seric total la bolnavi cu ciroza hepatica, conduce la concluzia ca nivelul scazut de fapt al vitaminei, ar fi semnificativ crescut peste normal. Astfel un numar mare de cirotici care ar putea beneficia de suplimentarea cu vitamina E, pot fi eronat considerati ca nefiind deficitari in vitamina E. Concentratia serica absoluta a vitaminei E se coreleaza mai bine cu aspectul clinic si cu parametrii functional-biochimici ai bolii hepatice, care reflecta alterarea sintezei lipo-proteinelor, a acizilor biliari sau a proteinei de legare a vitaminei E si care de fapt influenteaza statusul vitaminei E la sanatosi si cirotici. S-a constatat ca alterarea metabolismului lipidic difera la bolnavii adulti cu boli parenchimatoase hepatice ( virale, autoimune, toxice) fata de copiii cu afectiuni colestatice ereditare ( atrezie biliara extrahepatica, ciroza biliara, displazie arterio-hepatica) la care nivelul seric al vitaminei E a fost normal desi aveau simptome de deficit vitaminic, dar prezentau o concentratie crescuta a lipidelor serice. La bolnavii cu ciroza hepatica, cel mai bun indicator al deficitului de vitamina E ramane concentratia serica absoluta, deoarece sinteza lipoproteinelor se reduce progresiv cu evolutia cirozei.
Determinarea ?-tocoferolului seric la bolnavii cirotici este importanta deoarece acesta reprezinta 10% din tocoferolul tisular si este singurul care distruge peroxinitritul ( metabolit toxic format in concentratii crescute in ciroza prin reactia NO cu anionul superoxid).
Concentratia serica a vitaminei E se coreleaza si cu nivelul seric al 7a-hidroxi-colesterolului. Hahn s.c. au aratat, in 1995, ca o concentratie scazuta de 7a-hidroxi-colesterol este predictiva pentru alterarea sintezei de novo a acizilor biliari. Sinteza scazuta de acizi biliari la bolnavii cu hepatopatii colestatice determina malabsorbtia vitaminei E. Deficitul patent de AO (ex. vitamina E) produce deteriorarea mai rapida a functiei hepatice si evolutia spre stadiul final al insuficientei hepatice, favorizand un mediu permisiv pentru procesele fibrotice.
In boala Wilson si in hemocromatoza s-au gasit reduceri ale nivelului seric al vitaminei E, corelate cu semne clinice de supraincarcare si de cresterea nivelului seric al fierului, respectiv al cuprului liber. Deoarece stresul oxidativ este amplificat in sistemele in vitro si in vivo de supraancarcare cu fier sau cupru, se poate considera ca pierderea vitaminei E este datorata intensificarii producerii de SRO.
Pentru contracararea starii pro-oxidative ar putea fi eficienta suplimentarea de AO (specii de vitamina E). Trialuri controlate placebo, la alcoolicii cu ciroza decompensata -;la care stresul oxidativ are un rol patogenetic documentat- au aratat ca administrarea de vitamina E, in doza de 500 mg/zi, timp de un an, nu a condus la o evolutie mai buna, comparativ cu grupul de control (De la Maza s.c., 1995). Intr-un alt studiu, la bolnavi cu alcoolism cronic la care s-a constatat o crestere a markerilor serici ai activitatii SRO (dozarea acidului linoleic conjugat cu dienele), administrarea unui cocktail de AO (vitamina E, ß-caroten, vitamina C si seleniu) desi a corectat nivelele serice initial scazute ale vitaminei E si ß-carotenului, nu a avut nici o influenta nici asupra ratei de normalizare a acidului linoleic conjugat dienic si nici asupra normalizarii GOT (Butcher s.c., 1993).

Vitamina A si ß-carotenul
Superoxidul este o stare electronica excitata a oxigenului, cu reactivitate chimica considerabila, generat si de procesul de lipoperoxidare a biomembranelor. El poate fi inactivat de un numar de compusi biologici, printre care si ß-carotenul (provitamina A). Provitamina A, precursor al retinolului,este un eficient distrugator al superoxidului si poate functiona ca un AO captator de radicali. Beta-carotenul este un AO mai eficient decat retinolul (vitamina A). Carotenoizii inhiba lipoperoxidarea indusa de SRO. (Krinsky s.c., 1989). Mecanismul prin care ß-carotenul actioneaza ca un AO lipidic a fost furnizat de catre Burton in 1989, acesta prevenind lipoperoxidarea prin inhibitia enzimei specifice (LOX). S-a dovedit faptul ca ß-carotenul inhiba si oxidarea acidului arahidonic ( Halevy si Sklan, 1987). Vitamina E interactioneaza cu ß-carotenul in sistemul de aparare antioxidativa a membranei (vezi Cap. 1 si 3).
Spre deosebire de retinol, a carui utilizare ca AO este limitata de hepatotoxicitatea intrinseca exacerbata de etanol, ß-carotenul este lipsit de toxicitate. S-a dovedit la om ca administrarea de ß-caroten reduce nivelul lipoperoxizilor circulanti.
Studiile experimentale au condus la rezultate contradictorii. Jenkins s.c., in 1993 nu au gasit modificari ale lipoperoxizilor serici sau tisulari dupa administrarea de ß-caroten la sobolanii cu deficit de colina, concluzionand ca peroxidarea nu este limitata de carotenoizi. Studii la cobai releva in schimb, efectul protector fata de lipoperoxidarea in vivo, in cazul in care animalele sunt pretratate cu ß-caroten. Palozza si Krinsky (1991), semnaleaza faptul ca ß-carotenul inhiba producerea de MDA intr-o maniera dependenta de concentratia acesteia si intarzie distructia a- si ?-tocoferolului endogen initiata de SRO, la sobolan.
Posibila interactiune a ß-carotenului cu bolile hepatice alcoolice sau nealcoolice umane nu este elucidata, dar s-a observat o crestere a toxicitatii hepatice a ß-carotenului in prezenta etanolului. Este astfel posibila existenta unui deficit de utilizare si/sau excretie asociat leziunilor hepatice si/sau abuzului de alcool (Leo s.c., 1993). S-a constatat, de fapt, o crestere relativa a ß-carotenului seric la barbatii cu consum crescut si la femeile cu consum moderat de alcool. Studii epidemiologice au aratat ca suplimentarea cu ß-caroten la fumatori poate creste incidenta carcinomului bronhopulmonar si a complicatiilor cardio-vasculare (Alpha-Tocopherol, ß-carotene and Cancer Prevention Study Group, 1994), efect legat de interactiunea ß-caroten-alcool (Taylor, 1995). Din aceste motive suplimentarea cu vitamina A sau ß-caroten trebuie facuta cu prudenta la alcoolici.
Oligoelemente care intra in compozitia enzimelor antioxidante
In mod normal, oxigenul este redus in sistemele biologice de catre citocrom-oxidaza care accepta electroni de la citocromul c si ii elimina prin reactia cu hidrogenul sub forma de apa. Variate cai metabolice pot creste producerea radicalilor toxici ai oxigenului in celule. In celulele sanatoase, SRO sunt detoxificate in principal de catre SOD-care transforma superoxidul in peroxid de hidrogen si GSH-Px, care reduce peroxidul la apa. Seleniul intra in compozitia GSH-Px, iar zincul in compozitia CuZnSOD (fig.14.2)
Seleniul
Seleniul este larg raspandit in tesuturile umane. Ficatul, rinichiul si pancreasul contin cele mai crescute concentratii de seleniu. In sange seleniul este prezent in plasma si hematii, nivelul seric normal fiind de 1,5µ mol/litru. Concentratia seleniului in sange si tesuturi este influentata de continutul alimentar, care la randul sau este influentat de prezenta seleniului in sol. Necesarul zilnic de seleniu este de 30-60 µg. Acest nivel este influentat de alti factori ca de exemplu statusul vitaminei E. Actiunea antioxidanta a seleniului si vitaminei E sunt interconditionate si efectul deficitului unuia poate fi partial corectet prin administrarea celuilalt (vezi Cap.1). Seleniul se absoarbe in duoden si circula in principal legat de albumina si ß-lipoproteine, fiind excretat prin fecale si urina. Seleniul este component esential al GSH-Px care, in cooperare cu tripeptidul GSH, functioneaza ca un sistem epurator intracelular al SRO, avand rol central in protectia fata de agresiunea tisulara a lipoperoxizilor.
Importanta seleniului in bolile hepatice decurge din observatiile experimentale la animale, la care inductia deficitului de seleniu produce necroza hepatica (Schwartz s.c., 1957). Alte studii au evidentiat in cazul administrarii experimentale de etanol, care determina lipoperoxidarea hepatica, depletia de GSH si seleniu, asociate cu lezarea ficatului (Schölmerich s.c., 1983). Baker s.c. (1983) au demonstrat ca sobolanii hraniti cu dieta deficitara in seleniu prezinta scaderea marcata a activitatii GSH-Px hepatice, asociata cu intensificarea lipoperoxidarii in cazul in care li se administreaza etanol. S-a presupus astfel ca deficitul de seleniu nu este numai un fenomen secundar, iar prin scaderea protectiei antioxidante asigurate de GSH-Px poate accelera aparitia bolii hepatice.
Aaseth s.c. (1980) au fost primii care au evidentiat scaderea cu 60% a nivelului seric al seleniului la bolnavii cu ciroza alcoolica severa. Ulterior, s-a gasit aceeasi modificare si in ciroza criptogenetica (Valimaki, 1983) sau in ciroza biliara primitiva (Thuluvath, 1987). In ciroza alcoolica scaderea continutului hepatic de seleniu este paralela cu reducerea nivelului seric al Se (Dworkin s.c., 1988). Exista astfel o corelatie pozitiva intre concentratia seleniului din sange si ficat la bolnaavii cu diferite afectiuni hepatice.
Unii autori au aratat ca in hepatopatiile cronice exista o corelatie intre nivelul seleniului si starea de nutritie a bolnavilor. Scaderea nivelului seric se coreleaza si cu parametrii functionali hepatici (Dworkin s.c., 1985). Datele sugereaza ca deficitul de seleniu, prin scaderea capacitatii antioxidante a ficatului, contribuie direct la lezarea hepatocelulara. Vitamina E nu poate compensa deficitul, deoarece bolnavii hepatici prezinta depletie concomitenta de vitamina E. Tanner s.c. (1988) au aratat ca bolnavii cu hepatopatii alcoolice care au un deficit combinat de seleniu si vitamina E, prezinta o activitate crescuta a bolii hepatice (cresterea transaminazelor) si o crestere a nivelului lipoperoxizilor serici. Administrarea pe termen scurt (doua saptamani) de seleniu la bolnavi cu hepatopatii alcoolice si nivel seric scazut al seleniului, nu a condus la normalizarea statusului seleniului. Datorita interconditionarii lor, este posibil ca pentru corectarea deficitelor sa fie necesara suplimentarea alimentara concomitenta a seleniului si vitaminei E.
Cercetari recente au aratat ca virusii ARN, inclusiv VHC, codifica genele GSH-Px -seleniu dependente. Este astfel posibil ca gena virala specifica sa genereze o reducere a seleniului la gazda. Deficitul de seleniu poate stimula proliferarea virala si sa determine progresiunea hepatitei C. Adausul de seleniu ar putea incetini mecanismul replicarii virale, dand posibilitatea sistemului imun al gazdei sa controleze evolutia hepatitei virale C (Taylor s.c., 1999).
Zincul
Zincul este larg raspandit in corpul uman si este esential pentru activitatea catalitica a peste 170 de enzime. El este un constituent esential al enzimelor ADN si ARN, deficitul de zinc afectand sinteza proteica si cresterea organismului (Halsted s.c., 1972). Dupa calciu si fier, zincul este metalul cel mai abundent in corpul uman (vezi Cap.1). Continutul total de zinc in organism este de aproximativ 1,5-2 g. Maduva osoasa, ficatul, rinichiul si muschii contin zinc in cantitati considerabile. Aportul zilnic in dieta adultului trebuie sa fie de cel putin 2 mg. Excretia zincului se face prin fecale si in cantitati mai mici prin urina. In starile catabolice excretia urinara poate creste.
In sange, zincul este continut in hematii si in cantitate mai redusa in leucocite. Zincul plasmatic reprezinta 1% din zincul din organism si este in principal legat de albumina, dar si alte proteine plasmatice mai contin zinc ( transferina, ceruloplasmina, haptoglobina ).
Intestinul si ficatul sunt reglatorii esentiali ai absorbtiei si distributiei zincului. Absorbtia Zn se face in intestinul proximal, printr-un proces de legare de un acceptor, urmat de preluarea in enterocite. Din enterocite, zincul este transportat in plasma sau poate fi legat de metaloproteine ( ex. metalotioneina ). Deoarece zincul legat nu poate fi transferat in plasma ci se pierde in lumenul intestinal daca se pierd enterocite, rezulta ca aceasta legare reduce biodisponibilitatea Zn. Daca aportul alimentar de zinc este crescut, creste sinteza metalotioneinei in enterocite si se regleaza astfel absorbtia zincului. Fitatii, fosfatii, fierul, cuprul si calciul inhiba absorbtia zincului.

Ficatul are rol esential in reglarea metabolismului zincului. Daca aportul alimentar de zinc creste, sporeste si sinteza metalotioneinei in hepatocite si se acumuleaza mai mult zinc in hepatocite. Postul, stresul si infectiile cresc sinteza metalotioneinei hepatice si nivelul zincului hepatic, cu scaderea secundara a nivelului din plasma.
In ciroza alcoolica avansata a fost descrisa pentru prima data hipozincemia, in 1956 (Vallee s.c.). Ulterior, s-a evidentiat faptul ca deficitul apare nu numai in ciroza hepatica, indiferent de etiologie, ci si in hepatitele alcoolice sau nealcoolice.
Deficitul de zinc s-a observat si in ciroza la animale. Sobolanii cu ciroza indusa de tetraclorura de carbon (CCl4), prezinta scaderea zincului in ser, ficat, miocard si rinichi.
Deficitul de Zn este legat de gradul lezarii hepatice, fiind evident mai ales la ciroticii cu sunt porto-sistemic chirurgical (Schölmerich s.c., 1983).
Mai multi factori contribuie la patogeneza deficitului de zinc in ciroza hepatica: scaderea aportului, a absorbtiei, alterarea transportului si distributiei, scaderea extragerii hepato-intestinale, pierderi urinare crescute. Scaderea aportului alimentar reduce furnizarea de zinc. Ciroticii prezinta o absorbtie intestinala scazuta dupa incarcarea cu zinc (Valberg s.c., 1985). Scaderea sintezei proteice, inclusiv a albuminei necesare pentru transportul si distributia zincului, are importanta in deficitul de zinc. Prezenta sunturilor porto-sistemice determina o extractie scazuta hepato-intestinala, ceeea ce va conduce la cresterea biodisponibilitatii zincului, cu depasirea capacitatii de legare a metalotioneinei renale, urmata de cresterea pierderii urinare (Walker s.c., 1973).
Scaderea continutului de zinc in bolile hepatice este importanta pentru anumite functii vitale, inclusiv pentru apararea antioxidanta. Zincul se poate administra sub forma de sulfat sau acetat, ori sub forma de saruri organice de zinc ( Zn-histidina). La bolnavii cirotici formele organice faciliteaza absorbtia si doza administrata este mai redusa.
S-a stabilit o legatura intre deficitul de zinc si encefalopatia hepatica din ciroza. Bolnavii cu encefalopatie hepatica au nivele ale zinc seric mai scazute, comparativ cu martorii sau cirozele compensate fara semne de encefalopatie.
In patogeneza encefalopatiei hepatice, zincul poate fi implicat fie prin alterarea metabolismului azotului si amoniacului, fie direct, influentand functia creierului. Prasad s.c. (1978) au descris cresterea amoniacului plasmatic la voluntari sanatosi cu deficit experimental de zinc. Ulterior, s-au gasit nivele crescute ale amoniacului si scaderea azotului din ureeea plasmatica, la sobolanii cu depletie de zinc. Aceste modificari s-au corelat cu reducerea concomitenta a activitatii ornitin transcarbamilazei (OTC) ceea ce sugereaza faptul ca zincul poate influenta sinteza ureei si detoxifierea amoniacala.
Relatia dintre deficitul de zinc, activitatea OTC hepatice si amoniacul plasmatic , a fost confirmata experimental pe modelul de ciroza (Riggio s.c., 1990). Sobolanii cu ciroza indusa prin CCl4 au un nivel crescut al amoniacului seric, prezentand o reducere a zincului in ser si a activitatii OTC in ficat. Aceaste modificari pot fi prevenite prin administrarea de supliment de zinc p.o. S-a evidentiat astfel o corelatie semnificativa intre nivelul zincului si activitatea OTC. Studiul argumenteaza rolul crucial al deficitului de zinc asupra metabolismului amoniacului in prezenta leziunilor hepatice. Grungreiff s.c. (1989) au evidentiat relatia inversa dintre amoniacul si zincul seric la bolnavii cirotici cu sau fara encefalopatie hepatica.
Functia cerebrala poate fi afectata direct de catre deficitul de zinc. La sobolan nivelul scazut al zincului se asociaza cu scaderea norepinefrinei cerebrale, iar pe unele modele de encefalopatie hepatica acuta, scaderea zincului in creier determina alterarea neurotransmiterii GABA-ergice (Baraldi s.c., 1983). In fapt, zincul este esential atat pentru reglarea activitatii glutamat-decarboxilazei cat si a GABA-transaminazei.
Trialuri clinice si studii dublu-orb nu au confirmat insa eficienta suplimentarii pe termen scurt cu saruri de zinc (6oo mg/zi sulfat de Zn p.o., timp de 10 zile), asupra encefalopatiei hepatice cronice si a amoniacului seric, desi nivelul zincului seric a crescut dupa tratament. Rezultatele contradictorii pot fi datorate nestandardizarii dozei, duratei tratamentului, a modului de administrare sau a tipului de preparate utilizate. Datorita faptului ca la cirotici absorbtia p.o. a sarurilor de zinc este redusa, ar fi necesare preparate alternative (ex. Zn-histidina) capabile sa creasca absorbtia zincului.
In boala Wilson, tratamentul cu zinc ( 3x 220 mg sulfat de Zn/zi timp de 6 luni) a crescut concentratia intestinala de metalotioneina, proteina de care se leaga excesul de cupru. Blocarea absorbtiei cuprului si eliminarea sa in scaun prin descuamarea enterocitelor in care este initial stocat, ar fi o explicatie a mecanismului prin care zincul isi manifesta eficienta in aceasta boala. Hemoliza acuta, una dintre complicatiile bolii Wilson, poate fi determinata de eliberarea masiva de cupru si fier liber. Cand cuprul si fierul depasesc capacitatea de stocare, actiunea lor pro-oxidanta determina leziuni ale ADN, lipoperoxidare si fragilizare lizozomala. Astfel, supraincarcarea cu cupru si fier induce stres oxidativ si depletie de AO.Tratamentul cu zinc sau alti AO contribuie la ameliorarea modificarilor induse de SRO.

Inhibitorii CYP2E1
Se stie ca aceasta enzima a citocromului P450, intervine specific in oxidarea etanolului in cazul consumului cronic. Inafara de oxidarea etanolului, CYP2E1 are si o mare capacitate de metabolizare a xenobioticelor. Unele dintre acestea sunt detoxifiate, in timp ce altele sunt activate la metaboliti foarte toxici. In aceasta categorie de substante sunt inclusi solventii industriali cum ar fi brombenzenul (Hetu s.c., 1983) si clorura de vinil (Siegers s.c., 1983), sau unele anestezice ca efluranul si halotanul (Kharash si Thummel, 1993). Unele dintre medicamentele de utilizare curenta, cum sunt izoniazida si fenilbutazona (Beskid s.c., 1980) sau analgezicele acetaminofen si N-acetil-p-aminofenol (Raucy s.c., 1989) s-au dovedit de asemenea un bun substrat pentru CYP2E1 uman. Inductia CYP2E1 explica susceptibilitatea crescuta a marilor bautori pentru dezvoltarea reactiilor hepatotoxice la aceste substante.
Exista argumente ca toxicitatea etanolului se asociaza cu cresterea de SRO la nivel microzomal, in special prin interventia CYP2E1 inductibil de catre etanol. Aceasta inductie se insoteste de proliferarea reticulului endoplasmatic, asociata cu cresterea oxidarii NADPH si generare de peroxid de hidrogen. Se produce si o crestere a productiei de superoxid (Dai s.c., 1993). In plus, inductia CYP2E1 contribuie la lipoperoxidarea asociata leziunilor hepatice alcoolice.
Prezenta CYP2E1 a fost semnalata si in celulele Kupffer (Koivisto s.c., 1996). La sobolanii hraniti cu etanol se produce o crestere de sapte ori a continutului CYP2E1 din celulele Kupffer, care impreuna cu endotoxinele stimuleaza eliberarea de citokine proinflamatorii si profibrogenice din aceste celule activate.
Fiziologic, CYP2E1 are un rol dublu : de detoxifiere si de suport nutritiv (fig.14. 3). Datorita contributiei sale in metabolizarea acizilor grasi si a capacitatii de a converti cetonele in glucoza, CYP2E1 este util atunci cind predomina postul si/sau dieta saraca in hidrati de carbon. Similar, CYP2E1 determina detoxifierea xenobioticelor si indeparteaza etanolul din sange atunci cand acesta ajunge la nivele relativ inalte. Astfel, alcoolismul cronic declanseaza un raspuns adaptativ al CYP2E1 la cresterea concentratiei substratului. In momentul in care sistemul devine operativ, se scurg si SRO si se pot activa unele xenobiotice, rezultand agenti toxici si carcinogeni. In circumstante normale, , mecanismele celulare de aparare fata de stresul oxidativ previn aceste efecte adverse. In prezenta insa a unei boli hepatice si a malnutritiei, dar mai ales cand sistemul este indus maximal, raspunsul negativ predomina si exacerbeaza patologia produsa de alcool sau xenobiotice, datorata inductiei CYP2E1. In aceste conditii, supresia CYP2E1 prin inhibitori adecvati si/sau stimularea sistemelor de aparare celulara, pot restabili echilibrul normal dintre efectele benefice si nocive ale raspunsului adaptativ dar uneori inadecvat al CYP2E1 fata de stimulii exogeni.

Aplicatii terapeutice. Deoarece suprareglarea activitatii CYP2E1 de catre etanol sau xenobiotice determina cresterea producerii de SRO, s-a sugerat faptul ca inhibitorii CYP2E1 pot avea un efect pozitiv in prevenirea si tratarea hepatotoxicitatii induse de catre aceste substante. Unii compusi, incluzand clormetiazolul (Lieber, 1997) au efecte inhibitorii asupra CYP2E1. Experimental s-a evidentiat o reducere a inductiei CYP2E1 asociata cu scaderea agresiunii hepatice; testele semicantitative hepatice au relevat insa faptul ca acestea sunt numai partial ameliorate de catre inhibitorii CYP2E1 (Morimoto s.c., 1995). Mai mult, inhibitia CYP2E1 a avut un efect incomplet in ceea ce priveste reducerea inductiei enzimei de catre etanol. Inhibitorii CYP2E1 desi blocheaza complet lipoperoxidarea, previn numai partial alte anomalii lipidice (French s.c., 1997). Actualmente se cauta obtinerea unor inhibitori CYP2E1 care sa fie nu numai eficienti, dar si inofensivi in utilizarea prelungita la om. Unul dintre acestia ar putea fi PFC (Aleynik s.c., 1999). Se testeaza de asemenea si alti antioxidanti cum ar fi silimarina, a-tocoferolul si seleniul (Lieber, 1997).
Medicatia antioxidanta in bolile hepatice
Metionina si S-adenozil-metionina
GSH reprezinta unul dintre AO majori, dar utilizarea sa terapeutica este limitata de faptul ca suplimentarea sa este impiedicata de lipsa de penetrare in hepatocite. Exceptie face derivatul sau etil, care nu este insa de dorit in tratamentul hepatopatiilor alcoolice. Cisteina este unul dintre cei trei aminoacizi ai GSH, iar ultimul precursor al cisteinei este metionina. Suplimentarea sa a fost luata in considerare in bolile hepatice in care este implicat stresul oxidativ, dar excesul de metionina prezinta diferite efecte adverse, inclusiv scaderea ATP hepatic. La cirotici, clearance-ul sanguin al metioninei este incetinit dupa incarcarea orala cu metionina (Horowitz s.c., 1981). Deoarece mai mult de jumatate din metionina este metabolizata in ficat, observatiile sugereaza ca la bolnavii cu hepatopatii cronice exista o afectare a metabolismului hepatic al metioninei.
Pentru a fi utilizata, metionina trebuie activata la SAMe. In ficatul cirotic insa, s-a semnalat o scadere a activitatii SAMe-sintetazei (Duce s.c., 1988). Ca o consecinta, se produce depletia de SAMe care determina multiple efecte secundare. SAMe este principalul agent metilant in diverse reactii de transmetilare importante pentru sinteza acizilor nucleici si proteinelor ca si pentru mentinerea fluiditatii si compozitiei lipidice a membranelor, inclusiv pentru transportul metabolitilor si transmiterea semnalelor prin membrane. Astfel, depletia SAMe poate determina lezarea membranara documentata in leziunile hepatice alcoolice (Yamada s.c., 1985) si in colestaza intrahepatica, datorita modificarilor pe care aceasta le induce in compozitia fosfolipidica a membranei.
SAMe este nu numai donator de grupari metil in aproape toaate reactiile de transmetilare, dar are si un rol cheie in sinteza poliaminelor si este o sursa de cisteina pentru producerea de GSH, agentul hepatoprotector natural major, lipsa acestuia determinand leziuni hepatice, indeosebi prin peroxidare. Deficitul de SAMe rezultat din scaderea activitatii SAMe-sintetazei determina multiple efecte secundare, dar consecintele acestui defect enzimatic pot fi diminuate prin furnizarea de SAMe.
Administrarea p.o. de SAMe exogen reprezinta un precursor pentru SAMe intracelular si pentru GSH. Comparativ cu metionina, administrarea de SAMe are avantajul ca sunteaza deficitul sintezei de SAMe din metionina.
Utilitatea administrarii p.o. de SAMe a fost demonstrata de Lieber s.c. (1990) la babuini. La aceste animale s-a produs atenuarea leziunilor hepatice induse de etanol, evidentiata prin scaderea depletiei de GSH, prin nivele plasmatice mai reduse ale GPT si glutamil-dehidrogenazei si mai putine megamitocondrii. Si la sobolani SAMe echilibreaza depletia de GSH indusa de etanol sau de CCl4, cu efect favorabil asupra fibrogenezei. In plus, suplimentarea SAMe previne inactivarea SAMe-sintetazei induse de CCl4 si leziunile hepatice asociate. Astfel, SAMe rupe cercul vicios al depletiei GSH, care determina inactivarea SAMe-sintetazei si care va reduce continutul hepatic de GSH. SAMe exercita si un efect protector fata de leziunile hepatice induse de obstructia biliara la sobolan si reduce colestaza indusa de nutritia parenterala totala (Belli s.c., 1994).
Studiile clinice au demonstrat efectele favorabile ale administrarii SAMe exogen in hepatopatiile colestatice, alcoolice si in intoxicatiile cu paracetamol in care se produce o depletie rapida a rezervelor de GSH. In majoritatea acestor afectiuni hepatice se produce o reducere a sintezei si utilizarii SAMe, ca o consecinta a diminuarii cu 50% a activitatii enzimei SAMe-sintetaza (Mato s.c., 1990). Datele experimentale au demonstrat ca administrarea de SAMe exogena modifica acest bloc metabolic si corecteaza deficitele hepatice datorate colestazei si alcoolului (Vendemiale s.c., 1989).
Metabolizarea SAMe exogene urmeaza caile metabolice ale SAMe endogene si procesul nu pare sa fie modificat intr-o masura prea mare nici in hepatopatiile cronice. SAMe administrata p.o. este captata in ficat atat la babuini, cat si la rozatoare si la om. La voluntarii carora l-i s-au administrat preparate orale gastrorezistente de SAMe (2x200 mg) in doza unica, au prezentat nivele plasmatice maxime de SAMe intre 3 si 6 ore de la administrare (Stramentinoli, 1987). Bolnavii cu hepatopatii cronice au prezentat o concentratie plasmatica maxima la 2,5-5 ore dupa administrarea de 400 mg SAMe p.o., in doza unica, demonstrand o biodisponibilitate sistemica comparabila cu a martorilor la administrarea orala. Se admite astfel ca metabolismul SAMe exogene nu este influentat esential de existenta unei afectiuni hepatice.
Vendemiale s.c. (1989) au demonstrat ca administrarea p.o. de SAMe in doza de 1200 mg/zi, timp de 6 saptamani, creste semnificativ concentratia GSH hepatic la bolnavii cu hepatopatii alcoolice sau nealcoolice.
. Acumularea de GSH in ficat dupa administrarea de SAMe, este insotita de o marcata ameliorare a indicilor de necroza hepatocelulara si de citoliza (Lieber s.c., 1990). SAMe determina si o intensificare a metabolismului bilirubinei, asa cum s-a demonstrat la bolnavii cu sindrom Gilbert (Gentile s.c., 1988) efect legat posibil de imbunatatirea fluiditatii si functiei membranelor celulare. La bolnavii cu ciroza hepatica, indiferent de etiologie, administrarea i.v. de 1200 mg /zi de SAMe timp de 10 zile, a fost insotita de intensificarea metabolizarii paracetamolului, prin cresterea semnificativa a formarii de conjugati cu sulfatul si glicuronidul (Vendemiale s.c., 1989).
Datorita efectelor antidepresive, administrarea pe o durata mai lunga de timp a SAMe determina si o imbunatatire a starii generale, cu ameliorarea tulburarilor neurologice datorate encefalopatiei hepatice la bolnavii cirotici (Bell s.c., 1988).
La bolnavii care consuma alcool, pre-tratamentul i.v. cu SAMe, reduce nivelul plasmatic al etanolului. Acesta este probabil mecanismul prin care GSH creste si in eritrocite, celule in care nivelul GSH este scazut si care prezinta alterari membranare la alcoolici. Mai mult, SAMe reduce si nivelul circulant al ACD. ACD produsa in cursul metabolizarii hepatice a etanolului este legata de hemoglobina si transportata in eritrocite. SAMe reduce probabil etanolemia si nivelul ACD circulante, prin restabilirea concentratiei GSH si prin cresterea capacitatii de epurare a SRO derivate din etanol si din metabolizarea ACD. Cresterea producerii acestor SRO este confirmata la alcoolicii cronici, prin nivelul crescut al MDA eritrocitare. MDA este un marker al lipoperoxidarii, iar SRO derivate din oxidarea completa a etanolului induc depletia GSH si lipoperoxidarea membranara.
N-acetil-cisteina
NAC creste GSH tisular prin transferul de grupari sulfidril. In plus s-a dovedit ca aceasta are si proprietati antioxidante directe prin epurarea peroxidului de hidrogen (Borregaard s.c., 1987). In procesul de ischemie-reperfuzie din transplantul hepatic, GSH este consumat prin oxidarea gruparilor sulfidril de catre SRO produse in cursul ischemiei-reperfuziei. Desi GSH endogen previne lipoperoxidarea, administrarea de GSH exogen nu poate mentine concentratia tisulara a GSH si nu are un efect protector. Deoarece GSH in forma sa intacta este slab preluat de catre hepatocite, se poate administra NAC, care creste rata sintezei GSH determinand cresterea prelungita a pool-ului GSH hepatic. NAC produce cresterea GSH la 30 de minute dupa administrare. Intr-un studiu pe model de ischemie-reperfuzie la sobolan s-a observat ca pre-tratamentul cu NAC determina o normalizare a nivelului GSH , a MDA si a GSH-r,enzima care catalizeaza transformarea GSSG in forma redusa (GSH). Efectul este atribuit inducerii enzimei prin transferul de grupari sulfidril.
Polienil-fosfatidilcolina
Datorita configuratiei lor cu multiple duble legaturi, lipidele polinesaturate sunt mult mai susceptibile decat cele saturate sau mononesaturate la peroxidarea prin SRO (Halliwell s.c., 1989). Sunt studii care evidentiaza chiar susceptibilitatea crescuta la efectele letale ale oxigenului in concentratii crescute (95%) in cazul bolnavilor cu hiperlipemie (Spitz s.c., 1992).
Studii la rozatoare si primate releva efectele antioxidante ale extractului din boabe de soia, bogat in lecitina polinesaturata, indeosebi in PFC, din care aproape jumatate o reprezinta DLFC (Lieber s.c., 1994). Intr-adevar, s-a constatat ca PFC previne lipoperoxidarea hepatica si atenueaza leziunile asociate induse de CCl4 la sobolan (Aleynik s.c., 1985). Mai mult, PFC reduce stresul oxidativ, asigurand protectia fata de leziunile induse de alcool la babuini (Lieber s.c., 1995). Prin utilizarea combinata a cromatografiei gazoase si a spectroscopiei de masa, s-a determinat in biopsiile de ficat, prezenta F2-izoprostanilor (F2-IP) care sunt produsii de degradare ai peroxidarii acidului arahidonic.Alcoolul creste producerea de F2-IP, iar administrarea PFC determina o reducere cu 58% a acestora. In plus, s-a demonstrat in aceleasi conditii, prevenirea fibrozei portale si a cirozei induse de alcool prin administrarea de PFC. In plasma animalelor carora li se administreaza PFC si etanol s-a observat scaderea cu 54% a F2-IP circulanti liberi. Consumul de alcool reduce semnificativ nivelul GSH, efect atenuat de PFC. Deoarece speciile fosfolipidice ale PFC sunt inalt biodisponibile si rapid integrate in membranele hepatice, ele pot actiona ca epuratoare ale excesului de SRO, astfel incat sa previna interactiunile toxice ale acestora cu acizii grasi polinesaturati membranari. Intr-un anume sens, PFC pot actiona ca anumite tipuri de radicali „capcana”. Mai mult, deoarece produsii peroxidarii au un efect fibrogenic, reducerea lor dupa administrarea PFC poate explica, cel putin in parte, capacitatea antifibrogenica a fosfolipidelor (Tsukamoto, 1993).
PFC restabileste si activitatea enzimelor cheie: a citocrom-oxidazei mitocondriale in vitro si a fosfatidil-etanolamino-N-metiltransferazei (FEMT), in vivo. Afectarea mitocondriala dupa consumul cronic de etanol include scaderea semnificativa a activitatii citocrom-oxidazei, asociata cu depletia fosfatidil-colinei mitocondriale; reaprovizionarea cu aceasta din urma restabileste activitatea citocrom-oxidazei (Arai s.c., 1984). In ceea ce priveste FEMT, una dintre functiile sale de baza este utilizarea SAMe ca donator metil in metilarea fosfatidil-etanolaminei la fosfatidil-colina (FC). Administrarea cronica de etanol la babuini (Lieber s.c., 1994) si la om (Duce s.c., 1988), scade activitatea acestor enzime. Reducerea activitatii FEMT poate avea efecte secundare asupra fosfolipidelor hepatice. Astfel, scaderea activitatii FEMT dupa consumul de alcool poate fi in parte responsabila de scaderea concomitenta a fosfolipidelor (Lieber s.c., 1994). Suplimentarea cu PFC restabileste activitatea FEMT. Deprimarea activitatii FEMT in hepatopatiile alcoolice poate creste, in consecinta, depletia hepatica de fosfolipide si sa determine anomaliile membranare asociate, initiind lezarea hepatocitara si amorsand fibroza. PFC, prin normalizarea activitatii FEMT, poate contribui la protectia fata de ciroza alcoolica, demonstrata prin suplimentarea alimentara cu PFC (Lieber s.c., 1992).
Un alt efect al PFC pare a fi si cel de inhibitor al CYP2E1. Rezultate recente evidentiaza reducerea semnificativa a inductiei CYP2E1 de catre etanol, prin administrarea de PFC (Aleynik s.c., 1999). Mai mult, PFC este activa si in stresul oxidativ indus de CCl4 (Aleynik s.c., 1997). PFC corecteaza si anomaliile induse de alcool in metabolismul lipidic (Navder s.c., 1997).
Alte mecanisme ale efectelor PFC ar fi actiunea in vitro si in vivo asupra CHS care, odata activate si stimulate de ACD (metabolitul toxic al etanolului) devin principalele responsabile de acumularea colagenului in tesutul fibros (Friedman, 1990). Dovada producerii crescute de colagen in bolile hepatice alcoolice este indicata de cresterea activitatii peptidil-prolin-hidroxilazei hepatice- enzima cheie in producerea de colagen.Aceasta crestere a fost demonstrata la bolnavii cu diferite stadii de hepatopatii alcoolice (Mann, 1979). Numarul CHS a fost crescut la babuinii hraniti cu alcool, contribuind la progresia fibrozei (Mak s.c., 1984). PFC corecteaza depletia de FC indusa de etanol si previne total fibroza septala si ciroza asociata, reducand numarul CHS activate la babuinii hraniti cu lecitina polinesaturata. O transformare similara a CHS a fost observata si la bolnavii cu hepatopatii alcoolice (Mak si Lieber, 1988). In vitro, s-a observat atenuarea transformarii CHS in celule miofibroblastice (Poniachik s.c., 1999).
PFC este cea care corecteaza, in principal, depletia de fosfolipide hepatice. Fosfolipidele bogate in acizi grasi esentiali, au o mare biodisponibilitate. Peste 50% din PFC administrata p.o. este biodisponibilizata pentru organism, fie prin absorbtia integrala fie, intr-o masura mai mare, prin reciclarea lizo-FC absorbite. Studii farmacocinetice care au utilizat FC-H3/C14 la om , au aratat ca absorbtia depaseste 90% (Zierenberg si Grundy, 1982). Observatii similare s-au facut si la animale (Lekim si Betzing, 1974). Desi o cantitate mare din PFC alimentara este degradata de catre fosfolipaza A2 pancreatica (Arnesjo s.c., 1969), produsii de degradare (l-acil-lizofosfatidilcolina si acizii grasi) se absorb in jejun. Studii la animale arata ca fosfatidilcolinele refacute in limfaticele intestinale dupa o dieta bogata in grasimi cu acizi grasi liberi, se imbogatesc rapid in pozitiile sn-1 si sn-2 cu aceleasi grupari acil pe care le-au avut in alimente (Patton s.c., 1984). Astfel se poate anticipa ca in timpul absorbtiei alimentelor imbogatite cu acizi grasi se vor forma fosfatidilcoline noi din lizo-fosfatidilcolinele din dieta.
Mai multi autori (Holz s.c., 1971, Lekim si Graf, 1976) semnaleaza acumularea de PFC in ficat in cursul primelor 24-48 de ore dupa administrare. La babuinii hraniti cu PFC bogate in DLFC, toate fosfatidilcolinele s-au regasit in ficat la valori semnificativ crescute (Lieber s.c., 1994). Tot la babiuni s-a evidentiat ca desi valorile bazale ale DLFC au fost scazute, ele cresc semnificativ in ficat dupa suplimentare. Suplimentarea cu PFC determina deci o crestere a DLFC hepatice, care pare a fi compusul activ.
Protectia completa fata de stresul oxidativ este atestata la babuinii hraniti cu alcool la care administrarea de PFC normalizeaza nivelul 4-HNE, F2-IP si GSH (Lieber s.c., 1997). PFC protejeaza fata de stresul oxidativ indus de CCl4 la sobolan si fata de fibroza si ciroza asociata (Ma s.c., 1996). Indiferent de mecanismul efectului hepatoprotector al PFC, acesta se manifesta nu numai in prevenirea ci si in atenuarea fibrozei si a cirozei hepatice preexistente. PFC actioneaza si la nivelul etapelor prefibrotice: atenueaza hepatomegalia, ficatul gras si hiperlipemia, la sobolanii tratati cu alcool (Navder s.c., 1996).
PFC a fost utilizata pentru corectarea anomaliilor lipidice din hiperlipemie (Gunderman s.c., 1990) si pentru tratamentul variatelor boli hepatice, inclusiv complicatiile hepatitelor virale (Jenkins s.c., 1982) si alcoolice (Panos s.c., 1990). Jenkins s.c. au administrat PFC la bolnavi cu diverse afectiuni hepatice, in principal hepatite virale C (nediagnosticate la vremea respectiva) si hepatite autoimune. Dupa un an de tratament s-a notat o imbunatatire clinica si a indicelui de activitate histologica, in cazurile in care PFC s-a administrat in asociere cu terapia conventionala. Desi incurajator, studiul nu a fost concludent in privinta tratamentului unei entitati specifice de boala hepatica.