Efectos de la sobrecarga de colesterol sobre la función Mitocondrial y la producción de especies reactivas de oxigenó. Papel del factor de crecimiento de hepatocitos sobre el control del estrés oxidante - Domínguez Pérez, Mayra (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
NAFLD is the most common chronic liver disease worldwide, affecting between 25 and 30% of people. The cholesterol overloading in the liver has a toxic effect mainly mediated by ROS generation and is involved in the induction and progression from NAFLD through NASH. Recently, major advance in understanding the NAFLD pathogenesis, have shown that ROS and mitochondrial impairment are engaged as principals causes of hepatocellular damage. Nonetheless, the mechanism by which NAFLD promote NASH is complex and multifactorial. Therefore, the aim of this work was to evaluate the effect of cholesterol overloading in mitochondrial function and ROS production. In the present work we fed mice with a hypercholester olemic diet (HC, 2% cholesterol and 0.5% sodium cholate). After that, we proceeded to sacrifice animals in order to obtain liver tissue, parallel animals were subjected to liver perfusion to obtain hepatocytes. Livers from HC animals exhibited a steatotic phenotype, and main liver function tester were increased such as ALT, AST and ALP. Liver histology presented lost in architecture and picnotic nuclei. HC diet present an increase in ROS, protein oxidation and in the content of main antioxidant proteins, in comparison with Chow diet fed animals. Interestingly, mitochondria proteins were not significantly oxidized. Liver tissue from HC animals presented inhibition of autophagy and apoptosis, and an increment in the activation of Stat3 suggesting a survival response. Our group has shown that HGF can display an antioxidant response in hepatic cells, for this reason we also were focused to figure out the protective role of HGF in cholesterol overloaded hepatocytes. Isolated hepatocytes showed an overload of free cholesterol and neutral lipids that was related to oxidative stress and protein oxidation versus control hepatocytes, this effect was reverted by HGF treatment in a time dependent manner. The expression and activity of catalase was diminished 50% in comparison with Chow hepatocytes, however, GCS, G6PD, MGST, and GPx were significantly increased when cells were treated with HGF for 12h. Finally, the data show that HGF induced the biosynthesis of GSH due to the ratio GSH/GSSG at 12h of treatment was significantly elevated.; La enfermedad de hígado graso no alcohólica (NAFLD) es el padecimiento hepático crónico más común en todo el mundo que afecta entre el 25 y 30 % de la población general. La sobrecarga de colesterol en el hígado ha mostrado efectos tóxicos mediante la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ERO) y por tanto como consecuencia, la inducción en la progresión de la NAFLD a esteatohepatitis (NASH). Recientemente se han realizado importantes avances que han permitido una mejor comprensión sobre la patogénesis en NAFLD, en donde resalta su asociación con la sobreproducción de ERO y la disfunción mitocondrial como una de las principales causas de daño hepatocelular. Sin embargo, el mecanismo de daño es complejo y multifactorial; por ello, el primer objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la sobrecarga de colesterol sobre la función mitocondrial y la producción de ERO. En el presente trabajo hemos alimentado a ratones con una dieta hipercolesterolémica (HC, 2% de colesterol y 0.5% de colato de sodio). Posteriormente fueron sacrificados para estudios histológicos o fueron perfundidos para obtener hepatocitos. Los hígados de los ratones alimentados con la dieta hipercolesterolémica presentaron una acumulación de lípidos, además de daño hepático, evaluado por un incremento de los marcadores séricos (ALT, AST y ALP). La histología reveló hiperplasia e hiperpigmentación de núcleos en los hepatocitos y la pérdida de la arquitectura hepática. La dieta elevada de colesterol indujo un aumento en la generación de ERO y la oxidación de proteínas; aun cuando las proteínas de la mitocondria se observaron menos oxidadas y las enzimas antioxidantes mitocondriales se encontraron elevadas. La sobrecarga de colesterol VIII indujo un cambio morfológico, la disminución en la síntesis de ATP y el desacoplamiento de la mitocondria. Los hígados de los ratones alimentados con la dieta hipercolesterolémica presentaron una inhibición de la mitofagia y de la apoptosis, y un aumento de la activación de STAT 3 y sus genes blancos como mecanismo de resistencia a la muerte celular. Por otro lado, se ha demostrado que el control del estado redox celular y/o e l estrés oxidante, previene la progresión del daño hepático. Nuestro grupo ha demostrado que el factor de crecimiento de hepatocitos (HGF) induce una respuesta antioxidante en las células hepáticas. Por ello, el segundo objetivo fue determinar el efecto protector de este factor de crecimiento en los hepatocitos sobrecargados de colesterol. Las concentraciones de HGF en suero y la expresión de c - Met disminuyeron en los ratones alimentados con la dieta HC. La acumulación de lípidos (lípidos neutros y colesterol libre) se conservó en el cultivo primario de hepatocitos de los ratones alimentados con la dieta alta en colesterol. La dieta HC indujo un incremento de las ERO y de la oxidación de proteínas comparadas con las células control. Sin embargo, este incremento de ERO y oxidación proteica es revertida por el HGF en los hepatocitos HC en función al tiempo. La expresión y actividad de catalasa se ve disminuida en un 50% en los hepatocitos HC con respecto a los hepatocitos control a las 24 h de tratamiento con HGF. Los hepatocitos del ratón HC presentaron un incremento en las enzimas antioxidantes (GCS, G6PD, MGST, GPx) con respecto a los controles y al ser tratados con el HGF, se ve potenciado el efecto en todos los casos a partir de las 12 h. Por último, los datos muestran que HGF induce la biosíntesis de GSH, al observar un incremento en el cociente GSH/GSSG a las 12 h de exposición con HGF.