Influencia de la lesión hepática y de la actividad alcohol deshidrogenasa y aldehido deshidrogenasa hepáticas en el metabolismo del etanol

Abstract

A) OBJETIVOS<br/><br/>Los principales objetivos de la tesis han sido: 1) analizar el metabolismo hepático del etanol en los alcohólicos crónicos, 2) la producción de acetaldehido, 3) la actividad e isoenzimas de la alcohol deshidrogenasa (ADH) y aldehído deshidrogenasa (ALDH) hepáticas, y 4) la relación de cada uno de estos factores con el alcoholismo y el grado de lesión hepática.<br/><br/>B) PACIENTES<br/><br/>La ADH y ALDH hepáticas se han estudiado en 84 pacientes, 60 eran alcohólicos (5 con hígado normal, 9 esteatosis, 9 fibrosis, 11 hepatitis alcohólica, 19 cirrosis alcohólica y 7 cirrosis y hepatitis alcohólica) y 24 eran hepatópatas no alcohólicos (14 hepatitis crónica y 10 cirrosis). Además, en 25 de los alcohólicos (4 hígado normal, 4 esteatosis, 4 fibrosis, 7 hepatitis alcohólica y 7 cirrosis no alcohólica) y en 6 de los cirróticos no alcohólicos se ha estudiado el metabolismo hepático del etanol.<br/><br/>C) ESTUDIO DE LA CAPACIDAD OXIDATIVA DEL ETANOL<br/><br/>La capacidad de oxidación del etanol resultó superior en los pacientes alcohólicos que en los no alcohólicos de manera que en los alcohólicos la velocidad de metabolización del etanol (VME) fue de 113+/-16.9 mg/Kg/h y en los no alcohólicos de 90.5+/-18,9 mg/Kg/h (P<0.01).<br/><br/>En los pacientes alcohólicos la VME descendió de manera progresiva a medida que aumentó la severidad de la lesión histológica, siendo superior en los alcohólicos con hígado normal, esteatosis o fibrosis que en los pacientes con hepatitis alcohólica ó cirrosis (121.8+/-17.5 vs 104.9+/-12.4 mg/Kg/h, P<0.01).<br/><br/>El metabolismo hepático del etanol se relacionó con el estado funcional del hígado. Se observó una relación lineal significativa entre la VME y la prueba de la aminopirina (r:0.70, p<0.001), así como entre la VME y el aclaramiento hepático intrínseco del verde de indocianina (r:0.76, p<0.01).<br/><br/>A pesar de que las actividades ADH y ALDH fueron más bajas en los pacientes con una menor capacidad oxidativa del etanol, no se observó ninguna relación entre la VME. y la actividad ADH (r:0.10, p:NS), ALDH de alta Km (r:0.21, p:NS) ni ALDH de baja Km (r:0.32, p:NS).<br/><br/>D) FACTORES DETERMINANTES DE LOS NIVELES PLASMÁTlCOS DE ACETALDEHIDO<br/><br/>Tras la infusión del etanol, en 14 de los 25 pacientes alcohó1icos se detectaron niveles de acetaldehido superiores a 0.5 milimicras (límite de sensibilidad), oscilando entre 0.7y 4.7 milimicras. En los 6 pacientes no alcohólicos los niveles de acetaldehido fueron siempre indetectables.<br/><br/>Al comparar los pacientes alcohólicos con y sin acetaldehido detectable en plasma tras la infusión del etanol, no se observaron diferencias entre los dos grupos en la edad, duración e intensidad del consumo de etanol, parámetros de función hepática, ni actividades ADH ni ALDH hepáticas. La única diferencia entre estos dos grupos de pacientes alcohólicos fue su capacidad para oxidar el etanol de manera que la VME resultó de 120+/-17.4 mg/Kg/h en los pacientes en los que se detectó acetaldehido y de 104+/-11.7 mg/Kg/h en los que este resultó indetectable. Además existió una correlación lineal directa entre la VME y el pico máximo de acetaldehido (r:0.48, p<0.02). En cambio, los niveles de acetaldehido tras la administración del etanol no se correlacionaron con la actividad ADH (r:0.006, p:NS), ALDH de alta Km (r:0.12, p:NS) ni ALDH de baja Km (r:0.28, p:NS).<br/><br/>E) ACTIVIDADES ADH Y ALDH EN EL TEJIDO HEPÁTICO<br/><br/>La actividad ADH hepática resultó significativamente diferente entre los grupos histológicos estudiados (P=4.16, p:0.0007). Al analizar únicamente los distintos subgrupos de pacientes alcohólicos la actividad ADH resultó ser también significativamente diferente entre ellos (F: 4.80, p:0.001) La actividad de la ADH disminuyó de forma progresiva a medida que aumentó la severidad de la lesión hepática. Así los pacientes alcohólicos con hígado normal presentaron una actividad ADH significativamente más elevada que los pacientes con hepatitis alcohólica (p<0.05), cirrosis alcohólica (p<0.01) o bien cirrosis asociada a hepatitis alcohólica (p<0.01). En cambio, en los individuos no alcohólicos la actividad ADH no guardó relación con el grado de lesión histológica. Los pacientes con hepatitis crónica presentaron una actividad muy similar a la de los pacientes con cirrosis de origen no alcohólico. La actividad ADH hepática se correlacionó con los parámetros de función hepática (bilirrubina, protrombina) únicamente en los pacientes alcohólicos.<br/><br/>La actividad ALDH de alta Km fue similar entre los distintos grupos histológicos (F=1.89, p:0.08). Al comparar las medias de los distintos subgrupos de pacientes alcohólicos y no alcohólicos no se observaron diferencias significativas. La actividad ALDH de alta Km no se correlacionó con los parámetros de función hepática.<br/><br/>Se observaron marcadas diferencias en la actividad ALDH de baja Km entre los distintos grupos histológicos (F=5.27, p<0.0001). La actividad de este enzima disminuyó de forma progresiva al aumentar la gravedad de las lesiones hepáticas tanto en los pacientes alcohólicos como en los no alcohólicos.<br/><br/>En los pacientes alcohólicos se observaron también diferencias significativas en la actividad ALDH de baja Km entre los distintos subgrupos (F=3.94, p<0.004). Se observaron además diferencias significativas en la actividad ALDH de baja Km entre los subgrupos de pacientes con hígado normal y los que presentaban cirrosis (p<0.05) o cirrosis asociada a hepatitis alcohólica (p<0.01), y entre los pacientes con esteatosis y los pacientes con cirrosis asociada a hepatitis alcohólica (p<0.05). Entre los individuos no alcohólicos, los pacientes con cirrosis tenían una actividad significativamente inferior a la de los enfermos con hepatitis crónica (p<0.02).<br/><br/>La actividad ALDH de baja Km se correlacionó con las pruebas de función hepática tanto en los pacientes alcohólicos como en los no alcohólicos.<br/><br/>La relación observada entre la disminución de las actividades ADH y ALDH y el grado de lesión hepática en los pacientes alcohólicos sugiere que los cambios en las actividades enzimáticas no constituyen anomalías primarias que predispongan al alcoholismo ó al desarrollo de lesiones hepáticas sino que son consecuencia de la lesión celular.<br/><br/>F) ENZIMAS DE LA ADH Y ALDH HEPÁTICAS<br/><br/>Los fenotipos del locus ADH2 pudieron determinarse en todos los pacientes. En seis casos de los 84 estudiados (7.1%) se observó el fenotipo "atípico" (banda más catódica que el isoenzima B1B1 y actividad a pH 8.5 > pH 10.5). La prevalencia de la ADH "atípica" fue similar en pacientes alcohólicos (4/60, 6.7%) y no alcohólicos (2/24, 8.31%).<br/><br/>No se halló el fenotipo "Indianápolis" en ninguna de las muestras estudiadas. El fenotipo del locus ADH3 pudo ser estudiado en 60 pacientes, 38 alcohólicos y 22 no alcohólicos. El fenotipo T1T1 se observó en 16 pacientes (27%), 39 casos (65%) presentaron el fenotipo T1T2 y 5 casos (81%) el fenotipo T2T2. La frecuencia fenotípica observada fue significativamente distinta a la calculada a partir de la frecuencia génica según la ley de la distribución de equilibrio de los genotipos. Entre los pacientes alcohólicos la frecuencia fenotípica resultó significativamente distinta a la calculada según esta ley. En cambio, entre los individuos no alcohólicos no se hallaron diferencias entre las frecuencias fenotípicas esperadas y las observadas.<br/><br/>Este desequilibrio puede venir dado por una mayor predisposición al desarrollo de lesiones hepáticas en los pacientes alcohólicos con fenotipo T1T2 ya que en los alcohólicos con hígado normal o esteatosis la frecuencia fenotípica del locus ADH3 siguió el principio de equilibrio de los genotipos, mientras que en los pacientes con lesiones hepáticas severas como fibrosis, hepatitis alcohólica ó cirrosis la frecuencia fenotípica fue significativamente distinta a la calculada según la ley de Hardy-Weinberg, fundamentalmente por un aumento de la frecuencia observada del fenotipo T1T2 respecto a la esperada.<br/><br/>El estudio de los isoenzimas de la ALDH reveló la banda correspondiente a la ALDH1, en todas las muestras estudiadas, tanto de los pacientes alcohólicos como de los no alcohólicos.<br/><br/>La banda del isoenzima ALDH2 fue indetectable en 17 alcohólicos (39.51%) y en dos pacientes no alcohólicos (9.5%), existiendo entre ambas proporciones una diferencia estadísticamente significativa (p<0.02). Entre los individuos alcohólicos, la proporción de pacientes con ausencia de la banda de ALDH2 fue mayor a medida que aumentó la severidad de la lesión hepática, lo que sugiere que la falta de detección de la ALDH2 es probablemente una consecuencia de la disminución de actividad de este isoenzima, que resulta más marcada en pacientes alcohólicos con lesiones hepáticas severas como hepatitis alcohólica ó cirrosis.

The influence of liver injury on the hepatic alcohol dehydrogenase (ADH) and aldehyde dehydrogenase (ALDH) activities (total, high-Km and low-Km ALDH) has been investigated in 60 alcoholics -5 normal liver (N), 9 steatosis (S), 9 fibrosis (F), 11 alcoholic hepatitis (AH), 19 cirrhosis (AC) and 7 cirrhosis with alcoholic hepatitis (ACAH)- and 24 non-alcoholics -14 chronic hepatitis (CH) and 10 cirrhosis (NAC)-. ADH and ALDH activities decreased proportionally with the progression of liver disease in alcoholics (ADH: N: 39.9 +/- 9,6; S: 32.6 +/- 6; F: 29.9 +/-4.9; AH: 20.8+/-3.8; AC:15.3+/-2.9; ACAH: 10+/- 2.8. Low-Km ALDH: N: 4.4 +/- 0.9; S: 4.1+/- 0.5; F: 2.3+/- 0.5; AH: 2.4+/- 0.5; AC:1.9 +/- 0.5; ACAH:1.2+/-0.5 mU/mg protein). By contrast, in non-alcoholics, there was a reduction of low-Km ALDH related to the severity of liver injury (CH: 5.3 +/- 0.8: NAC: 2.4 +/- 0.7 mU/mg protein), but not of ADH (CH:36.1+/-14.2; NAC: 36.0 +/- 8.7 mU/mg protein), Atypical ADH was present in 6.6% alcoholics and in 8.3% non-alcoholics. AH patients exhibited the isozyme ALDH II, but isozyme ALDH I was not detected in 39.5% alcoholic patients and in 9.5% of those with non-alcoholic liver disease. These results suggests that the decrease of ADH and ALDH activities in alcoholics are a consequence of liver damage. The diminution of ADH found particularly in alcoholics could be due to the leakage of the enzyme secondary to centrilobular cell necrosis.<br/><br/>In 31 of the patients, 25 alcoholics (4 N, 4 S, 4 F, 7 AH, 7 AC) and 6 non-alcoholics (NAC), the blood ethanol and acetaldehyde concentrations after an intravenous infusion of ethanol were analyzed. In the alcoholics the ethanol metabolic rate (EHR) was significantly higher than in non-alcoholics. A significant positive correlation was observed between EMR and liver function estimated by the aminopyrine breath test (r=0.70, P<0.001). In non-alcoholics acetaldehyde levels were below the detection limits (<0.5 milimicres), in contrast, an elevated blood acetaldehyde was found in 14/15 alcoholics. The clinical characteristics and hepatic ADH and ALDH activities were similar in both groups of alcoholics. The only difference between alcoholics with elevated blood acetaldehyde and those without was EMR (120+/-17.4 vs 104+/-11.7 mg/Kg/h). Furthermore, the peak blood acetaldehyde level correlated positively with EMR. These results suggest that the main reason for blood acetaldehyde elevation in chronic alcoholics is their higher capacity to metabolize ethanol.