Evaluación del Metabolismo de las Lipoproteínas con Apolipoproteína B48 en un Modelo Animal de Obesidad y Resistencia a la Insulina

• AUTOR : Vine DF, Takechi R, Russell JC, Proctor SD
• TITULO ORIGINAL : Impaired Postprandial Apolipoprotein-B48 Metabolism in the Obese, Insulin-Resistant JCR:LA-cp Rat: Increased Atherogenicity for the Metabolic Syndrome
• CITA : Atherosclerosis 190(2):282-290, Feb 2007
• MICRO : El modelo animal JCR:LA-cp puede emplearse en la lipemia posprandial para explorar el metabolismo de los quilomicrones durante el inicio de la resistencia a la insulina.

Introducción

La lipemia posprandial (LPP) contribuye de manera significativa a la aparición de dislipidemia, aterosclerosis y enfermedad cardiovascular (ECV). La aterogenicidad asociada con la alteración del metabolismo posprandial (PP) ha sido atribuida a los quilomicrones (QM) -que son lipoproteínas secretadas por el intestino, que contienen apolipoproteína (Apo) B48-, en particular, los quilomicrones remanentes, densos en colesterol, que atraviesan la pared arterial y son retenidos, con la consiguiente acumulación focal de colesterol, una característica distintiva de la aterogénesis.

En pacientes con hipercolesterolemia y diabetes (DBT), se observa predisposición a una forma acelerada de aterosclerosis debido a la dislipidemia, hiperinsulinemia y a las alteraciones vasculares asociadas. Además, la LPP -relacionada con elevados niveles circulantes de QM- es un factor de riesgo significativo de ECV en sujetos con obesidad central.

Como parte del síndrome metabólico (SM), la obesidad y la resistencia a la insulina (RI) se asocian con incremento del riesgo de DBT tipo 2 (DBT2) y aterosclerosis prematura. El diagnóstico de la RI en sus etapas tempranas es infrecuente, y esto se debe al énfasis puesto sobre los niveles circulantes de lipoproteínas de baja densidad (LDL [low-density lipoprotein]), que suelen ser normales en las primeras fases de la DBT2. Recientemente, la International Diabetes Federation afirmó que la definición clínica del SM puede ser independiente de la concentración de colesterol asociado a LDL (LDLc). Para una mejor caracterización de las etapas tempranas de la RI se utilizan modelos animales, dado que permiten comprender el perfil metabólico y PP de este trastorno, en búsqueda de mayor precisión en la evaluación del riesgo de ECV.

Los modelos animales de obesidad y SM se caracterizan por defectos en el metabolismo de la leptina y su receptor, e incluyen: ratón ob/ob, ratón db/db, rata Zucker (fa/fa) y rata JCR:LA-cp. De estos modelos, solo el último caso manifiesta de manera espontánea el conjunto de complicaciones patológicas como aterosclerosis e isquemia miocárdica, similares a los trastornos observados en los seres humanos. Recientemente se ha caracterizado el perfil lipídico plasmático de la rata JCR:LA-cp, mientras que el fenotipo cp/cp tiene niveles plasmáticos de colesterol levemente mayores en comparación con los delgados. Por lo tanto, el modelo JCR:LA-cp constituye una oportunidad única para el estudio de la dislipidemia durante la RI, en especial para comprender su influencia potencial sobre el metabolismo PP de Apo B48.

La fase PP comprende predominantemente la Apo B48 plasmática secretada por el intestino, tanto en roedores como en seres humanos. Los autores realizaron un estudio para examinar el metabolismo de los QM en la rata JCR:LA-cp luego de un alimento rico en grasas (o prueba de provocación con grasas por vía oral) mediante una técnica ECL modificada (quimioluminiscencia incrementada). El objetivo principal del estudio fue determinar si el modelo JCR:LA-cp presenta alteración del metabolismo de las partículas plasmáticas de Apo B48 luego de un alimento rico en grasas y establecer este modelo para la LPP en condiciones de obesidad y prediabetes.

Métodos

Se emplearon ratas macho de la cepa JCR:LA-cp, obesas (cp/cp) (n = 15) y delgadas (+/?, o una combinación 2:1 de ratas heterocigotas [cp/+] y homocigotas [+/+] [n = 8]). Los animales fueron observados durante 10 meses para que el fenotipo manifieste las alteraciones del SM. Las ratas tuvieron acceso libre a alimento y agua. La composición de la dieta 5 001 comprende 49% de carbohidratos, 24% de proteínas, 10% de humedad, 6.5% de minerales, 6% de fibras y 4.5% de grasas.

Luego de un ayuno nocturno de 16 horas, se ofreció a las ratas 5 g de alimento compuesto por la dieta 5 001, complementada con 25% de grasa láctea; esto elevó el contenido total de grasas al 30%. Se tomaron muestras de sangre a las 0, 2, 4, 5, 6, 8 y 10 horas luego del consumo del alimento. Se cuantificó la Apo B48 plasmática mediante una técnica de western blot junto con el análisis ECL. También se estudió el perfil bioquímico plasmático: triglicéridos (TG), colesterol total, colesterol asociado a lipoproteínas de alta densidad, LDLc, glucosa, insulina y leptina.

La respuesta PP de Apo B48, TG, insulina y leptina plasmáticas de ratas +/? (n = 8) y cp/cp (n = 15) fue determinada mediante el área bajo la curva (ABC) y leptina por el área total sobre la curva (ASC), correspondiente a la concentración plasmática total en el período PP de 10 horas. Para la obtención del área incremental bajo la curva (iABC), la concentración en ayunas de estos parámetros fue restada del ABC total para el período PP. El iABC representa la modificación de la respuesta PP y se expresa como cambio porcentual respecto del inicio. Dado que el contenido plasmático de Apo B48 y TG durante la fase PP refleja la síntesis de QM que transportan lípidos de la dieta, las modificaciones de iABC para Apo B48 confieren una representación precisa de la contribución intestinal. La relación TG:Apo B48 es un indicador del tamaño de las partículas y fue calculado mediante valores de iABC pareados, respectivamente, en cada punto de tiempo luego de una carga de grasa por vía oral.

Resultados

En ratas mayores de 10 meses, las cp/cp son obesas, hipertrigliceridémicas, hiperinsulinémicas, hiperleptinémicas y manifiestan complicaciones vasculares ateroscleróticas en forma progresiva. Las concentraciones plasmáticas en ayunas de Apo B48 en estos animales fueron más del doble de las de los controles +/?: 31.1 µg/ml frente a 14 µg/ml. Esto indica que los animales obesos mostraron acumulación significativa de las partículas con Apo B48 en comparación con las ratas delgadas.

La respuesta PP de Apo B48 -medida por el ABC total y la modificación de esta Apo (iABC)- mostró que las ratas cp/cp presentaron un retraso progresivo y significativo en la depuración de partículas Apo B48 durante las 10 horas. El ABC total señaló que la masa de Apo B48 circulante durante el período PP fue aproximadamente 3 veces mayor en ratas cp/cp en comparación con los animales controles. El iABC correspondiente mostró que la modificación de las partículas Apo B48 (QM) durante la fase PP fue 2 veces mayor en animales cp/cp que en controles. A las 2 horas de la prueba de provocación con grasa, los niveles circulantes de Apo B48 se incrementaron 100%, con aumento progresivo a 300% a las 10 horas en comparación con 20% y 60%, respectivamente, en los controles. Se calculó la pendiente de Apo B48-iABC entre las 0 y 5 horas para representar la fase inicial del período PP. Los animales cp/cp presentaron una tasa significativamente mayor de acumulación plasmática de QM frente a los controles en el período PP temprano.

En ayunas, las lipoproteínas de muy baja densidad son la principal fuente de TG en la circulación en animales JCR:LA-cp. Las ratas cp/cp presentan hipertrigliceridemia grave frente a los controles (diferencia de 12 veces).

Se observó un perfil de depuración de TG circulantes bifásico, predominante en el TG-iABC de animales cp/cp. Estas ratas mostraron una declinación rápida de los TG a las 5 horas, con elevación a las 8 horas del 70% sobre los niveles en ayunas. Esto sugiere secreción adicional de TG en el estado hipertrigliceridémico. La relación TG:Apo B48 refleja la proporción de TG por partícula durante la fase PP. Los animales obesos cp/cp mostraron una relación significativamente mayor en la fase PP temprana (a las 2 y 4 horas), relacionada con la absorción y acumulación inicial de QM de mayor tamaño.

Las ratas cp/cp obesas son fenotípicamente hiperinsulinémicas. Los investigadores observaron concentraciones de insulina en ayunas 7 veces mayores que en los controles. El ABC para insulina luego de la provocación con grasas en cp/cp fue 8 veces mayor que en ratas delgadas.

Se ha verificado que los alimentos hipergrasos inhiben la leptina circulante, en particular en las primeras 2 a 4 horas del período PP. En el presente estudio se detectó mayor elevación de ASC de leptina en cp/cp frente a los controles; no obstante, tanto las ratas cp/cp como este último grupo presentaron mayor reducción de los niveles plasmáticos de leptina en la fase PP de 10 horas. El iASC indicó que los controles presentaron menor supresión de la secreción de leptina en la fase PP frente a las cp/cp.

Se observaron asociaciones moderadas a altas entre las concentraciones de Apo B48 en ayunas y el iABC para esta Apo, TG e insulina. El TG-iABC y Apo B48 en ayunas presentaron relación significativa, lo que probablemente refleja que las ratas obesas muestran elevación de Apo B48 en ayunas junto con una tendencia al aumento de TG-iABC. Por el contrario, la Apo B48-iABC (que refleja más los QM PP) presentó una correlación significativa con la insulinemia en ayunas y la relación TG:Apo B48, una asociación que no suele detectarse en seres humanos.

Discusión

Según los autores, el presente estudio es el primero en demostrar, mediante el modelo animal JCR:LA-cp, que la alteración del metabolismo de las lipoproteínas PP es un componente inherente de este trastorno y se asocia de manera estrecha con los marcadores tempranos de RI. La alteración del metabolismo PP puede ser un predictor preciso de la fase prediabética temprana asociada con RI.

Las ratas cp/cp obesas se encuentran potencialmente en forma continua en un estado PP durante 16 a 20 horas/día, lo que contribuye a la secreción sostenida de TG por parte del intestino (como QM).

Los resultados del presente estudio demuestran que los alimentos ricos en TG no afectan en forma marcada la concentración absoluta de insulina plasmática durante la fase PP. A pesar de la hiperinsulinemia, el iABC de insulina aumenta en forma significativa durante el período PP en respuesta a un alimento graso (que contiene 50% de carbohidratos).

La rata JCR:LA-cp presenta hiperleptinemia en valores similares a los observados en seres humanos obesos con resistencia a leptina. Los resultados de este estudio sugieren que, en individuos susceptibles, RI e hiperleptinémicos, el consumo regular de alimentos ricos en grasas puede contribuir a la alteración del metabolismo PP y el aumento de peso sostenido.

Conclusión

Las ratas JCR:LA-cp presentan acumulación marcada de partículas Apo B48 PP luego de una prueba de provocación con grasas por vía oral. Las modificaciones PP de iABC para Apo B48 parecen correlacionarse de manera significativa con los cambios en la RI. El fenotipo cp/cp se encuentra predispuesto a la aparición de aterosclerosis. Los resultados sustentan la hipótesis de que el aumento de las concentraciones de partículas con Apo B48 puede exacerbar la exposición y retención de estas lipoproteínas ricas en colesterol dentro de la pared arterial. Los hallazgos destacan el papel aterogénico potencial de las lipoproteínas Apo B48 PP en la aparición de aterosclerosis, en particular en caso de obesidad y RI temprana.

 

Especialidad: Bibliografía - Cardiología - Endocrinología