Metabolismo lipídico del hígado El hígado juega un papel clave en el metabolismo de los lípidos. Dependiendo de la especie es, más o menos, el centro de síntesis de ácidos grasos y la circulación de lípidos a través de la síntesis de lipoproteínas. Eventualmente, la acumulación de lípidos en los hepatocitos produce una esteatosis hepática, que puede desarrollarse como consecuencia de múltiples disfunciones tales como alteraciones en la b-oxidación, secreción de lipoproteínas de muy baja densidad y vías implicadas en la síntesis de ácidos grasos. Además, un mayor conjunto circulante de ácido graso no esterificado también puede ser un determinante principal en la patogénesis de la enfermedad del hígado graso. Esta revisión también se centra en los factores de transcripción t ranscripción tales como el receptor alfa activado por el factor esterol regulador de la proteína 1 y el receptor alfa activado por el proliferador de peroxisoma, que promueven la síntesis u oxidación de ácido graso hepático. El metabolismo de los lípidos involucra varias vías que son, al menos en parte, interdependientes y con "regulación cruzada". Por lo tanto, existen diferentes enfoques posibles para revisar este tema y obtener una visión general. El enfoque de la presente discusión será ácidos grasos y triacilgliceroles. Los ácidos grasos son las formas de energía más comúnmente almacenadas y circulantes, y los triglicéridos son la forma más común de ácidos grasos no tóxicos. Los ácidos grasos / triacilgliceroles pueden originarse a partir de cuatro fuentes (entrada común): lipogenia de novo, reservas de triacilglicerol citoplasmático, ácidos grasos derivados de triacilgliceroles de restos de lipoproteínas administrados directamente por el hígado y ácidos gr asos no esterificados con plasma (NEFA) ) liberada por el tejido adiposo. La importancia relativa de estas fuentes depende de las diferencias de especies (p. ej., en rumiantes, solo modestamounts de hepática, la lipogénesis de novo ocurre en comparación con el tejido adiposo; la inversa es verdadera en aves, siendo el hígado el sitio principal de De novo lipogénesis), y en el estado nutricional y equilibrio energético a corto y largo plazo. Los ácidos grasos y los triglicol-ceroles también se pueden usar de diferentes maneras (producción conjunta). Los triacilgliceroles pueden acumularse en los hepatocitos (mientras que los NEFA o las formas activadas de NEFA pueden no) a menos que los NEFA se oxiden (más o menos completamente) o se exporten triacilgliceroles t riacilgliceroles como constituyentes de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). Se pueden citar dos ejemplos de interconexión: (i) una baja tasa de esterificación cuando la tasa de oxidación es alta en respuesta a la demanda de energía, (ii) una fuerte relación entre la secreción de VLDL y la disponibilidad de ácidos grasos / triacilglicerol; este es especialmente el caso en especies donde la lipogénesis de novo es muy activa, pero no en aquellas especies donde puede estar presente una alta concentración de triacilglicerol y donde el hígado no es el sitio "inusual" de la lipogénesis de novo. El contenido de triacilglicerol de los hepatocitos está regulado por la actividad de las moléculas celulares que facilita la absorción hepática de ácidos grasos, la síntesis de ácidos grasos y la esterificación ("entrada") y la oxidación de ácidos grasos hepáticos y la exportación de triacilglicerol ("producción") ("producción") (Fig. 1). Además, y curiosamente, los ácidos grasos g rasos regulan el metabolismo global de los lípidos al unirse a los receptores nucleares que modulan la transcripción génica. Absorción y síntesis de ácidos grasos y síntesis de glicerolípidos
Ácido graso los ácidos grasos esterificados pueden surgir de la hidrolisis de lípidos complejos por lipasas, o la hidrólisis del ácido graso-CoA por tioesterasas. El hígado absorbe NEFA de la sangre en proporción a su concentración. Los ácidos grasos no esterificados entran a las células a través de los transductores [proteína de transporte de ácidos grasos (FATP) o translocasa de ácidos grasos (FAT), CD36] o difusión. Dentro de los hepatocitos, los ácidos grasos de cadena larga de 14 carbonos o más se unen y activan covalentemente por la proteína de unión a ácidos grasos (FABP) o acil-CoA sintetasas (ACS) que se encuentran en los microsomas y en la membrana mitocondrial (Figura 1). Se han identificado varias iso-formas de SCA y el complemento de un acil-CoA particular (especialmente la canalización hacia la síntesis y el almacenamiento de lípidos complejos, oxidación media) depende de cuál de las isoformas cataliza su síntesis (Coleman et al., 2002). Los ácidos grasos no esterificados y el acil-CoA graso se unen a la proteína de unión a FABP y acil CoA que los transporta a los compartimentos intracelulares (para el metabolismo) o al núcleo (para interactuar con los factores de transcripción). Las células expuestas a los ácidos grasos exógenos se asimilan rápidamente a los ácidos grasos en los lípidos neutros y polares, y algunos se oxidan. El resultado de estas vías metabólicas es mantener muy bajo el NEFA intracelular y el acilCoA graso. De novo síntesis de ácidos grasos La lipogénesis de novo (es decir, la síntesis de novo de ácidos grasos) es una vía metabólica clave para la homeostasia energética en animales superiores. El flujo lipogénico está estrechamente controlado por las condiciones hormonales y nutricionales. Brevemente, las dietas altas en carbohidratos inducen, mientras que el ayuno o la ingesta de grasas inhiben, la lipogénesis de novo; esto es especialmente dependiente de la concentración de insulina y de la sensibilidad a la insulina en el tejido. Dos tejidos principales producen ácidos grasos en el cuerpo: el hígado y el tejido adiposo. Los ácidos grasos sintetizados en el hígado se exportan a través de la producción de lipoproteínas, y así proporcionan una fuente de energía y componentes estructurales para la construcción de membranas. Tejido inadipose, la síntesis de novo de ácidos grasos contribuye directamente a la deposición de grasa in situ y al almacenamiento de energía a largo plazo. La síntesis nueva de ácidos grasos ocurre en el citosol como la extensión secuencial de una cadena alcanoica, dos carbonos a la vez en la cual Las unidades de acetilo (derivadas de glucosa o acetato) se añaden de forma sucesiva a un "cebador" (molécula de partida inicial, usualmente acetil-CoA), mediante una serie de reacciones de condensación descarboxilativa. Esto puede resumirse por la ecuación El paso limitante de esta vía es catalizado por la acetil-CoA carboxilasa que convierte el acetil-CoA en malonil-CoA y se considera el sustrato de chainextender ("donante" de unidades de acetilo) en el proceso de elongación (Kim, 1997). La formación de un nuevo enlace C-C por condensación de las zonas acetilo y malonilo se acopla con una descarboxilación energéticamente favorable, de modo que el carbono que se origina a partir de CO2 introducido en la reacción catalizada por acetil-CoA carboxilasa se recicla. El b-cetoacilo formado se reduce y luego participa en una segunda ronda de condensación con un resto malonilo.
Existe una estrecha relación entre la tasa de síntesis de ácidos grasos y la actividad de la sintetasa de ácidos grasos (FAS) (figura 2), una enzima multifuncional clave que cataliza la ruta completa de la síntesis de palmitato (Smith et al., 2003). La sintasa de ácido graso se expresa en los dos sitios principales de producción de ácidos grasos en el cuerpo, el hígado y el tejido adiposo, pero la contribución relativa de estos sitios a De novolipogénesis es muy variable entre las especies. Adiposetissue es el sitio principal de la lipogénesis de novo en r umiantes no lactantes (Travers et al., 1997), cerdos (O'Hea y Leveille, 1969), perros (Stangassingeret et al., 1986) y gatos (Richard et al., 1989). ) En poul-try (Leveille et al., 1975), de forma similar a los humanos (Patelet al., 1975), el hígado es el principal sitio de De novolipogénesis, mientras que en roedores y conejos tanto el tejido vivo como el tejido adiposo son importantes (Pullen et al. , 1990). La glándula mamaria de los animales rumiantes también sintetiza activamente ácidos grasos (Bergen andMersmann, 2005). La regulación de FAS por hormonas (insulina, glucagón) (Sul et al., 2000) y el estado nutricional (hidratos de carbono y ácidos grasos poliinsaturados) (Volpe yVgeles, 1974; Clarke y Jump, 1996) se ha descrito en hígado y adipocitos. La disponibilidad de insulina y substrato (citrato, isocitrato) activa la enzima, mientras que el glucagón y las catecolaminas inhi-bit su actividad [a través de 3 ¢, 5 ¢ -fosforilación dependiente de adenosina monofosfato (cAMP)]. Aumento de la concentración de acil-CoA graso en el citosol también inhibe la carboxilación de acetil-CoA. El reglaje de FAS también está determinado en gran parte por la concentración intracelular de ácidos grasos, un aumento del cual disminuye la actividad de FAS (Hillgartner et al., 1995; Wiegman et al., 2003). La regulación de la expresión del gen lipogénico por insulina y ácidos grasos está mediada principalmente por factores de transcripción, tales como proteínas de unión a elementos reguladores de esteroides SREBP (Kim et al., 2002), y en parte por receptores nucleares tales como receptores de hígado X (LXR) ( Yamamoto et al., 2007). La sobreexpresión de SREBP-1a aumenta marcadamente la expresión de genes implicados en la síntesis de colesterol y FAS, y causa una acumulación correspondiente de colesterol y triacilglicéridos. La sobreexpresión de SREBP-1c hepático causa solo una inducción selectiva de genes lipogénicos, sin efecto sobre los genes de síntesis de colesterol (Eberle et al., 2004). La expresión de SREBP-1 aumenta con la insulina y disminuye con el glucagón o cAMP. Las proteínas de unión al ligando del regulador del esterol 1c jugarían un papel directo en el nivel relativo de la proteína FAS entre tejidos y especies. Los genes pro-teinas-1c y FAS vinculantes del elemento regulador del esterol se expresan y correlacionan en tejidos que sintetizan ácidos grasos De novo. En cerdos, aves y conejos, existe una estrecha relación entre el tejido (tejido adiposo vs. hígado) específico -ity de expresión de FAS, contenido de proteína o actividad, y la expresión de ARNm de SREBP-1. En chickenliver, las transcripciones de SREBP-1c y FAS y las pro teínas se elevan de forma coordinada, mientras que en los cerdos, las transcripciones de SREBP-1 y FAS y la lipogénesis de novo se elevan en el tejido adiposo (Gondret et al., 2001). La lipogénesis de novo también necesita el hidrogendonor, forma reducida de nicotinamida adenina dinu-cleotide fosfato (NADPH), que se genera a través del metabolismo de la glucosa en la ruta de pentosefosfato y en la reacción enzimática málica. En los rumiantes, la isocitrato deshidrogenasa citosólica puede generar más del 50% de la NADPH requerida, y el resto se deriva de la vía del fosfato pen-tose.
Síntesis de glicerolípidos Las enzimas necesarias para la biosíntesis de glicerolípidos se encuentran en la fracción microsomal de las células. Las acilcaínas de acil-CoA se transfieren consecutivamente a glicerol-3fosfato producido mediante glicolisis (gliceroneogénesis) o mediante la fosforilación de glicerol liberado del tejido adiposo durante la lipólisis (Reshef et al., 2003). Las enzimas glicerofosfato aciltransferasa (GPAT), lisofosfatidateaciltransferasa y diacilglicerol aciltransferasa transfieren restos acilo respectivamente a glicerol-3-fosfato y luego a compuestos posteriores, lo que conduce a la formación de 1-acilglicerol-3-fosfato (lisofosfatidato), diacilglicerol y triacilglicero -ols. Estas enzimas pueden ser etapas reguladoras de la síntesis de fortriacylglycerol y la acumulación de triacilgliceroles en el hígado (Coleman y Lee, 2004). Se encuentran NEFA en el cuerpo de los animales, la mayoría se esterifican en glicerol, que se presenta en forma de glicerolípidos. La esterificación tiene lugar en la cara citosólica de la membrana icrosomal. Los fosfolípidos se transfieren a las membranas, mientras que los triacilgliceroles se transfieren temporalmente a un grupo de almacenamiento citosólico desde el que pueden movilizarse mediante un proceso de lipólisis / reesterificación (Gibbons et al., 2000). Los resultados de los cortes de lúpulo han sugerido que las especies con lipogénesis hepática limitada tienen menos capacidad para secretar el triacilglicerol del hígado en comparación con las especies en las que el hígado es una fuente importante o moderada de lipogénesis (Pullen et al., 1990). Los ácidos grasos podrían esterificarse preferentemente en fosfolípidos que se incorporarían en las membranas y luego se transfirieron a partículas de lipoproteínas de alta densidad (Yokoyama, 2006). Sin embargo, incluso en tales casos, el hígado también puede sintetizar activamente triacilgliceroles cuando están presentes altas concentraciones de NEFA y la transferencia de fosfolípidos a las membranas está sobrecargada. La primera enzima implicada es GPAT, que es regulada (a través de la fosforilación y fosforilación) por 5 ¢ -fosfatos de adenosina (AMP) -kinasa activada (AMPK), un sensor de suministro de energía celular.5.5 -fosfatos de adenosina cinasa está activada mientras que 5 \ pm (piro) - trifosfatos de la concentración de adenosina (ATP) está relativamente agotado y los niveles de AMP se elevan. Los 5-fosfatos de la adenosina quinasa estimulan la oxidación del ácido gr aso e inhiben varios caminos sintéticos, incluidos los del colesterol, el glucogeno y los ácidos grasos. La acción de AMPK regula la canalización de acil-CoA hacia la b-oxidación y lejos de la biosíntesis de glicerolípidos. 5-fosfatos de la adenosinquinasa fosforila y regula a la baja la acetil-CoA carboxilasa, disminuyendo así la producción de malonil-CoA. Sin la inhibición por malonil-CoA, la actividad de la carnitina palmitoiltransferasa-1 (CPT-1), la etapa de control de la velocidad en la b-oxidación aumenta, al igual que la oxidación de los ácidos grasos. Por lo tanto, cuando el suministro de combustible celular es bajo, la AMPK aumenta el flujo de acil-CoA en la ruta de b-oxidación, al mismo tiempo que inhibe la actividad de GPAT y la síntesis de triacilglicerol. Por el contrario, SREBP-1c responde a los altos suministros de combustible y cuando se lo sobreexpresa, la expresión de genes como FAS o GPAT aumenta (Pegorier et al., 2004). En general, la síntesis de triacilglicerol está bajo el control de factores de transcripción y receptores nucleares tales como SREBP-1c, proteína de unión a elemento reguladora de carbohidratos (ChREBP) (Dentin et al., 2006), receptor c activador del proliferador por oxisoma (PPARc) y LXR y sus ligandos. Estos juegan un importante papel junto con los reguladores
hormonales y nutricionales, como la insulina, los carbohidratos y los ácidos grasos (Colemanand Lee, 2004). Oxidación de ácidos grasos Acyl-CoA no esterificado puede oxidarse, ya sea en las mitocondrias o peroxisomas. La mitocondriaoxidación puede ser completa o incompleta. La oxidación incompleta conduce a la formación de cuerpos cetónicos (Fig. 3). Los dos factores principales que regulan el grado en que los ácidos grasos son oxidados por el hígado son el suministro de ácidos grasos al hígado (a través de la lipólisis). reparto entre oxidación y microsomalesterificación. Oxidación intramitocondrial Oxidación intramitocondrial de acilo-Co graso. Se produce a través de las vías de b-oxidación que resultan en la formación de acetil-CoA. Durante este proceso, los electrones se transfieren a la dinucleotida flavina-adenina (FAD) y a la forma oxidada del dinucleótido nicotinamida-adenina (NAD +), formando las formas reducidas de estas coenzimas, que a su vez donan electrones a la cadena de transporte de electrones para impulsar la síntesis de ATP. El acetil-CoA se puede oxidar por completo al dióxido de carbono en el ácido tricarboxílico (TCA). La matriz mitocondrial no contiene ninguna enzima ACS que pueda activar ácidos grasos con 14 carbonos o más. La entrada de estos ácidos grasos de cadena larga a las mitocondrias está regulada por la actividad de la enzima CPT-I (Kerner y Hop-pel, 2000). Esta enzima es una proteína integral de la membrana mitocondrial externa y cataliza la formación de moléculas de acilcarnitina que se transportan a través de la membrana mitocondrial por una proteína transportadora específica y se reconvierten aacil-CoA en la matriz mitocondrial por acción de CPT-II, una proteína periférica de la membrana innermitochondrial. Los ácidos grasos de cadena corta y media (12 carbonos o menos) pasan a través de la membrana mitocondrial y son activados por ACS dentro de la matriz mitocondrial. En consecuencia, la oxidación de estos ácidos grasos no está controlada por CPT-I. La actividad de CPT-I se inhibe por la interacción con malonil-CoA, producto del primer paso de la síntesis De novo de ácidos grasos catalizados por acetil-CoA carboxilasa (cuya actividad es estimulada por la insulina) (Brindle et al., 1985). El balance de energía negativo da como resultado una disminución en la malonil-CoA y un aumento en la oxidación de los ácidos grasos. El control de CPT-I por malonil-CoA sería una forma de evitar la oxidación simultánea y la síntesis de ácidos grasos dentro de la célula hepática, un posible ciclo fútil. En rumiantes, CPT-I también es muy sensible a la inhibición por metilmalonil-CoA que es un intermediario en la conversión de propionato a succinil-CoA en el proceso de gluconeogénesis. Oxidación peroxisomal y microsomal Mientras que funcionan de manera similar (b-oxidación), hay diferencias notables entre las vías peroxisoma y mitocondriales para la oxidación de ácidos grasos.La b -oxidación de Peroxisomal es responsable del metabolismo de los ácidos grasos de cadena muy l arga, mientras que la boxidación mitocondrial es responsable de la oxidación del corto , ácidos grasos de cadena media y larga. En los peroxisomas, la primera deshidrogenación de la b-oxidación mitocondrial se reemplaza por una oxidación (acil-CoA oxidasa), lo que resulta en la formación de H2O2 en lugar de NAD + reducido. En segundo lugar, los peroxi-somes no contienen una cadena de transporte de
electrones. La b-oxidación de Peroxisomal por lo tanto resulta en menos energía-PEA que la boxidación mitocondrial.La b-oxidación de Peroxisomal es activa con ácidos grasos de cadena larga (que son sustratos relativamente pobres formitocondriales b- oxidación) y proporciona una vía de "sobre flujo" para ayudar a hacer frente a los ácidos grasos de alta disponibilidad. Sin embargo, existen grandes diferencias entre las especies. Por ejemplo, la oxidación peroxisomal de homogenatos hepáticos de vacas puede representar 50% y 77% de la capacidad total para el ciclo inicial de b-oxidación de palmitato y octanoato, respectivamente, pero solo 26% y 65% para ratas (Grum et al., 1994). ) Los ácidos grasos de cadena muy larga también se metabolizan mediante el sistema de x -oxidación del CYP4A del citocromo P450 a ácidos dicarboxílicos. De hecho, la enzima CYP4A es especialmente capaz de hidroxilar el terminalx-carbono y, en menor medida, la (x-1 ) posición de los ácidos grasos. A la hidroxilación en W le sigue la oxidación de cito-demanda para producir ácidos dicarboxílicos de cadena larga (Simpson, 1997). Estos ácidos no pueden ser metabolizados fácilmente por las mitocondrias, mientras que son el sustrato preferido para la vía de b-oxidación peroxisomal. Por lo tanto, son absorbidos por los oxisomas y se oxidan a ácidos grasos, que aún pueden acortarse aún más gracias a la mitocondria. La inducción de este sistema sería una respuesta adaptativa del hepatocito para mantener la homeostasis lipídica celular. Es importante durante la sobrecarga de ácido graso del sistema b-oxidativo mitocondrial con la x-oxidación mediada por CYP4A microsomal y la b-oxidación peroxisomal que se regula cooperativamente para lograr el metabolismo de los ácidos grasos en el hígado. Ketogénesis. Bajo condiciones de aumento de la absorción de ácidos grasos, el hígado a menudo produce grandes cantidades de cuerpos cetónicos, acetoacetato y b-hidroxibutirato, en un proceso conocido como cetogénesis. La cetogénesis aumenta en tiempos de aumento de la absorción de NEFA por parte del lúpulo, cuando los bajos niveles de insulina provocan la activación de CPT-I, lo que permite la captación extensiva de ácidos grasos en la mitocondria. La conversión de acetil-CoA en cuerpos cetónicos, antes que la oxidación completa en el ciclo de TCA, da como resultado la formación de menos ATP / mol de ácido graso oxidado (por ejemplo, cinco veces menos en el caso del palmitato: 129 vs.27 ATP / mol, TCA y fosforilación oxidativa en la cadena de transporte de electrones frente a la conversión de acetil-CoA en cuerpos cetónicos). Por lo tanto, la cetogénesis permite que el hígado metabolice aproximadamente cinco veces más ácidos grasos (para el mismo rendimiento de ATP), y la conversión de ácidos grasos en combustibles solubles en agua puede ser una estrategia importante a corto plazo para redistribuir la energía. La cetogénesis (así como la biosíntesis del colesterol) se controla indirectamente por CPT-I (McGarry et al., 1989) y directamente por la actividad de la enzima reguladora de la clave mitocondrial 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) sintasa (Hegardt, 1999). La enzima está regulada por dos sistemas: succinilación en el corto plazo y regulación transcripcional a largo plazo (déficit de energía prolongado). Cuando el tamaño del grupo de succinil-CoA aumenta como resultado de un flujo creciente de metabolitos glucogénicos, se agrega un grupo succinilo a una subunidad reguladora de la sintasa de HMG-CoA, que inactiva la enzima. Ambos mecanismos de control están influenciados por factores nutricionales y hormonales, que explican la incidencia de la cetogénesis.
Exportación de triacilglicerol (síntesis y secreción de VLDL) El mecanismo para la síntesis y secreción de VLDL del hígado es bien conocido (Adeli et al., 2001). Apo-proteína B100 (apoB100 y apoB48 en algunas especies) es el componente clave cuya tasa de síntesis en el retículo endoplásmico rugoso controla la tasa total de producción de VLDL. Los componentes lipídicos que se sintetizan en el retículo endoplásmico liso se añaden mediante la proteína de transferencia triacilglicerol microsómica a la apoproteína B (White et al., 1998) mientras se mueve a la unión de los dos compartimentos. Después de ser llevados al aparato de Golgi en vesículas de transporte, las apoproteínas son glicosiladas. Las vesículas secretoras se desprenden de la membrana de Golgi, migran a la membrana sinusoidal del hepatocito, luego se fusionan con la membrana y liberan el VLDL en la sangre. Los modelos animales han demostrado que la disponibilidad de ácidos grasos no es el único o el principal determinante de la tasa de producción de VLDL (Kendrick et al., 1998; Mason, 1998). Donde se encuentra la limitación en VLDLsynthesis o secreción se desconoce. Es más probable que la velocidad de síntesis o ensamblaje sea más restrictiva que el proceso de secreción per se (Whiteet al., 1998). La inhibición de la proteína microsomal triacilgliceroltransferida (evaluada en el tratamiento de la aterosclerosis) bloquea el ensamblaje y la secreción de VLDL y quilomicrones, pero conduce a la esteatosis al menos en ratones (Liao et al., 2003). Las posibles limitaciones también incluyen una alta tasa de degradación de apoB100, o una síntesis deficiente de fosfatidilcolina o colesterol. Existen importantes diferencias entre las especies en la capacidad de exportar triacilgliceroles del hígado como VLDL, a pesar de las tasas similares de esterificación de ácidos grasos totriacilgliceroles. Se ha sugerido que, entre las diferentes especies, la tasa de exportación de triacilgliceroles del hígado es proporcional a la capacidad de síntesis de ácidos grasos nuevos. Bovinos (Grummer, 1993), caprinos (Kleppe et al., 1988) y cerdos que no sintetizan ácidos grasos en el hígado también tienen bajas tasas de exportación de triacilglicéridos, mientras que las aves de corral que sintetizan activamente ácidos grasos en el hígado secretan VLDL a tasas muy altas (Pullen et al., 1990). Las tasas de VLDLexport son intermedias para ratas y conejos que realizan lipogénesis tanto en el hígado como en el tejido adiposo (Pullen et al., 1990). El origen de los ácidos grasos incorporados a los triacilgliceroles puede afectar la tasa de exportación de VLDL. Ratones inobese, la lipogénesis de novo en el hígado no estimula la producción de VLDL (Wiegman et al., 2003). Las dietas altas en hidratos de carbono aumentan el rendimiento hepático de los triacilgliceroles de VLDL, pero esta secreción aumentada de triglicéridos se logra aumentando la formación de triglicéridos VLDL a partir de NEFA exógeno en lugar de ácidos grasos sintetizados de novo en el hígado (Schonfeld y Pfleger, 1971). parecen jugar un importante papel en la mejora de la esterificación hepática y la estimulación de la producción de VLDL (Julius, 2003). La situación se agravaría en un estado resistente a la insulina, que también promueve una mayor estabilidad de la nascentapoproteína B y potencia la expresión de la proteína de transferencia de triacilglicerol micro-somal (Taghibiglouet al., 2000; Wiegman et al., 2003). El mecanismo de eliminación de triglicéridos acumulados no se ha dilucidado completamente. En ratas, los triacilgliceroles almacenados en gotitas de lípidos no contribuyen directamente a la síntesis de VLDL. Más bien, parece que la lipólisis del triacilglicerol almacenado por la lipasa
amicrosomal genera NEFA y diacilgliceroles unidos a la membrana, y eventualmente monoacilgliceroles. Usualmente, como la misma lipasa hidroliza tri y diacilgliceroles, la mayor disponibilidad y afinidad de triacilglicerol evita la formación innecesaria de monoolerglicerol (AboHashema et al., 1999). Los diacilgliceroles (y eventualmente monoacilgliceroles) se esterifican en la membrana microsomal (principalmente por una diacilglicerol aciltransferasa y, a su vez, por la monoacilglicerol aciltransferasa), se translocan en la luz microsomal y luego se incorporan a las VLDL nacientes (Gibbons et al., 2000). En ratones con aumento de la lipogénesis de novo en el hígado, la producción de VLDL puede ser inalterada o aumentar, probablemente dependiendo de la causa del aumento de la lipogénesis de novo y de la capacidad del hígado para aumentar la boxidación de los ácidos grasos (Wiegmanet al., 2003). La inhibición de la glucosa-6-fosfatasa da como resultado un aumento en la lipogénesis de novo sin ninguna estimulación de la producción de VLDL (Bands-ma et al., 2001). Por el contrario, los hámsters con una lipogénesis de novo inducida por fructosa han aumentado la producción de VLDL. Por lo tanto, es probable que se involucren diferentes mecanismos moleculares que expliquen la relación entre esteatosis y la tasa de producción de VLDL basal en diferentes condiciones. Regulación a nivel molecular Los ácidos grasos regulan la expresión génica mediante el control de la actividad o la abundancia de factores clave de transcripción (Jump et al., 2005), que a nivel molecular juegan un papel crucial; esto ha sido particularmente ilustrado por el vínculo entre las alteraciones en sus funciones y la aparición de enfermedades metabólicas importantes. Se han identificado muchos factores de transcripción como objetivos potenciales para la regulación de ácidos grasos, incluidos los receptores activados por proliferadores de peroxisoma (PPARa, byc) (Schoonjans et al., 1996), SREBP-1c (Xu et al., 1999), receptor de retinoide X (RXRa) (Dubuquoy et al., 2002) y LXRa (Zelcer y Ton-tonoz, 2006). Integran las señales de varios caminos y coordinan la actividad de la maquinaria metabólica necesaria para el metabolismo de los ácidos g rasos con el suministro de energía y ácidos grasos. Receptores nucleares y factores de transcripción Los receptores Retino X (RXR) desempeñan un importante papel regulatorio en las vías de señalización metabólica (glucosa, ácidos grasos y metabolismo del colesterol) (Ahuja et al., 2003). Estos receptores activan la transcripción como moduladores ho ol o como compañeros heterodiméricos obligados de muchos otros receptores nucleares; especialmente PPAR y LXR que pertenecen a la superfamilia del receptor nuclear de factores de transcripción activados por ligando y que han sido implicados en diversas rutas del metabolismo lipídico (Barish, 2006; Zelcer y Tontonoz, 2006). De forma similar a otros receptores nucleares, interactúan con proteínas nucleares conocidas como coactivadores y co-represores. Los PPAR activados o LXR se neutralizan con RXR (PPAR-RXR o LXR-RXRcomplex). Los heterodímeros modulan la transcripción de genes diana uniéndose a su región promotora en una secuencia de ADN específica denominada elemento de respuesta del proliferador por oxisoma (PPRE); esto consiste en una repetición directa del receptor nuclear con reconocimiento de núcleo de DNA hexacícico (AGGTCA) con un solo nucleótido (Latruffe et al., 2001). Los receptores de Lyiver X se unen a secuencias de elementos de respuesta LXR afines (LXRE) que típicamente consisten en la repetición adirect de TGACCT espaciado por cuatro nucleótidos (Willy y Mangelsdorf, 1997). Los PPAR y los LXR son los principales mensajeros responsables de la traducción de estímulos nutricionales, metabólicos y farmacológicos en los cambios en la expresión de los genes, especialmente en los genes implicados en el metabolismo de los lípidos.
PPAR-a está altamente expresado en el hígado y en aquellos tejidos que usan mucha energía derivada de lípidos, donde regula un conjunto de enzimas cruciales para la oxidación de ácidos grasos. De hecho, su función principal es aumentar la capacidad celular para movilizar y catabolizar ácidos grasos. Aumenta la transcripción y expresión de proteínas y enzimas necesarias para transportar ycatabolizar ácidos grasos (FABP, FAT, CPT-I, etc.). También participa en la regulación de los sistemas de b-oxidación de ácidos grasos mitocondriales y sinoxisomales, el sistema de x-oxidación micro-somal (acil-CoA oxidasa, CYP4A1 y CYP4A6, etc.) y la producción de las alfaproteínas (Everett et al., 2000). Las funciones de PPAR-a como sensor de ácidos grasos y detección ineficaz de PPAR-a (o fenotipo nulo PPAR-a) pueden conducir a la quema de energía reducida, lo que resulta en esteatosis hepática. Las propiedades de unión a ADN de PPARa y otros factores de la transcripción (RXR) en el PPRE del promotor de la HMG-CoA sintasa mitocondrial han revelado que la cetogénesis puede regularse mediante ácidos grasos. Curiosamente, la HMGCoA sintasa puede reaccionar con PPARa y así autorregular su propia transcripción. La activación de PPARc es seguida por la sobreexpresión de enzimas lipogénicas (acetil CoA carboxilasa, FAS, GPAT) y FATP. Los receptores hepáticos X son reguladores maestros de la homeostasis del colesterol en todo el cuerpo. CYP7a1, que es otro miembro de la familia de enzimas citocromo P450 y la enzima limitante en la vía de la síntesis de ácidos biliares es el primer objetivo directo de los LXR. Sus genes diana también incluyen las subfamilias de casete de unión a ATP (ABCA1 y G1: eflujo de colesterol, G5 y G8: excreción de bilis y absorción intestinal de colesterol). Además de su papel en el metabolismo del colesterol, los LXR también son reguladores clave de la lipogénesis hepática a través de la regulación al alza del regulador maestro de la lipogénesis hepática, SREBP-1c, así como la inducción de FAS y acil-CoA carboxilasa (Zelcer y Tonto-noz, 2 006). El elemento regulador de esterol que se une a pro-teinas-1 también se ha identificado como un potente activador de la expresión génica lipogénica. La regulación de su expresión génica por factores dietéticos y hormonales ya ha sido mencionada. Además, los ácidos grasos poliinsaturados suprimen la expresión del gen SREBP-1c e inhiben la maduración de la proteína SREBP-1c, que produce la supresión de sus genes diana (como FAS y GPAT) y reduce la síntesis de ácidos grasos y triglicéridos (Kim et al., 2002). regulación Los factores nucleares juegan un papel crucial en la regulación del metabolismo de los lípidos. De hecho, el metabolismo de los ácidos grasos está regulado transcripcionalmente por dos sistemas principales bajo el control de LXR o PPAR. Los xreceptores hepáticos activan la expresión de SREBP-1c, ya mencionado anteriormente como regulador del gen lipogénico dominante, mientras que los genes que codifican enzimas metabolizadoras de ácidos grasos peroxisomales, micro somales y algunos ácidos grasos mitocondriales en el hígado están regulados transcripcionalmente por PPARa. Se ha propuesto una intrincada red de factores de transcripción nutricional con interacciones mutuas, que da como resultado una regulación recíproca eficiente de la degradación de los lípidos y la lipogénesis. La activación de LXR, ya sea por sobreexpresión de LXR o su ligando, provocaría la supresión de la señalización dePARa, por la competencia de RXRa entre PPAR y LXR (Ide et al., 2003). Recíprocamente, la activación PPARa suprimiría la vía LXR-SREBP-1 a través de la reducción de la formación LXR / RXRa (Yoshikawa et al., 2003) Como LXRa y PPAR son rutas alternativas alternativas para la síntesis de ácidos grasos y el catabolismo, estos receptores nucleares se "cruzarán" para garantizar que las vías antagonistas no
se activen simultáneamente. Otros estudios no han mostrado su diafonía, pero algunos trabajos indican que PPARa y LXRa activan un conjunto de genes superpuestos implicados tanto en el catabolismo como en la síntesis de ácidos grasos (Anderson et al., 2004). La b-oxidación de ácidos grasos peroxisomales hepáticos estaría especialmente regulada por LXRa, y este proceso podría servir como un mecanismo de contrarrevolución para responder a situaciones extremas como la hipertrigliceridemia y la esteatosis hepática (Hu et al., 2005). En tales situaciones inusuales, la expresión de PPARc, que normalmente es baja en hígado (10-30% de expresión en el tejido adiposo), sería capaz de regular selectivamente arriba como subgrupo de las enzimas lipogénicas en los hepatocitos, mejorando tanto la síntesis de lípidos como la acumulación de aminoácidos. esteatosis (Coleman y Lee, 2004). Se ha informado que PPARchas activa la expresión génica de LXRa (Tsukamoto, 2005) que a su vez podría activar la expresión del gen SREBP-1c y regular negativamente PPARa, lo que lleva a especular que estos cuatro factores podrían formar un autoloop controlando la activación de adipogénesis y la inactivación de la oxidación .
