2009 n6 revision metabolismo del colesterol bases actualizadas

Revista Española de Obesidad • Vol. 7 • Núm. 6 • Noviembre-diciembre 2009 (360-384)360

Virginia Navarro Santamaría1, Amaia Zabala Letona2, Saioa Gómez Zorita3, María del Puy Portillo Baquedano3 1 Área de Nuevos Alimentos. Unidad de Investigación Alimentaria. AZTI Tecnalia. Derio (Vizcaya)

2 Unidad de Biología Celular y Células Madre (Laboratorio 3, Citogenómica). CIC bioGUNE. Derio (Vizcaya)

3 Área de Nutrición y Bromatología. Facultad de Farmacia. Universidad del País Vasco. Vitoria

Metabolismo del colesterol: bases actualizadas

Revisión

Correspondencia: Dra. María del Puy Portillo Baquedano

Área de Nutrición y Bromatología. Facultad de Farmacia. Universidad del País Vasco.

Paseo de la Universidad, 7. 01006 VitoriaCorreo electrónico: [email protected]

El colesterol del organismo tiene dos oríge-nes: endógeno, procedente de la síntesis de novo, y exógeno, procedente de la dieta. El colesterol se absorbe en el intestino gra-cias a los ácidos biliares y a los fosfolípidos que son vertidos desde el hígado. La cantidad absorbida es muy variable y está controlada por la familia de transportadores ABC, los ácidos biliares y por otros factores, algunos de los cuales son hoy en día desconocidos. En cuanto a la síntesis endógena, el hígado contribuye aproximadamente en un 20% a la síntesis en todo el organismo. Esta síntesis se produce a partir de acetil-CoA, en una ru-ta metabólica en la que la enzima limitante es la HMG-CoA reductasa. Esta y otras en-zimas implicadas directamente en esta vía están reguladas a la baja por el colesterol y otros esteroles. El equilibrio entre los com-partimentos hepáticos de colesterol (libre y esterificado) es clave para la regulación de los niveles de colesterol en sangre. Dicho equilibrio se mantiene gracias a dos enzimas: la acilcoenzima A:colesterol aciltransferasa y la colesterol ester hidrolasa. Cuando los niveles de colesterol en el hepatocito se ele-van, la célula debe activar los procesos fisio-

lógicos pertinentes para evitar la toxicidad que el colesterol libre provoca. Otro aspecto importante del metabolismo del colesterol es la síntesis de ácidos biliares. Éstos son sintetizados en el hígado y reciclados gracias a circulación enterohepática. Se trata de un proceso complejo cuya función es transportar los ácidos biliares desde el intestino delgado a la circulación portal, de ésta al hepatocito, de ahí a bilis y finalmente desde la vesícula biliar de nuevo al intestino.

Palabras clave: Cholesterol. Metabolismo. Ácidos biliares. Lipoproteínas.

Cholesterol metabolism: up-dated concepts

Cholesterol in humans has two provenienc-es: endogenous, from de novo synthesis, and exogenous from the diet. Cholesterol is absorbed in the intestine due to the biliary acids and the phospholipids coming from the liver. The amount of cholesterol absorbed is very variable and it is controlled by the ABC transporter family, the biliary acids and other factors, some of which are unknown nowadays. With regard to endogenous syn-thesis, the contribution of liver to total syn-

thesis is 20% approximately. This process is initiated from acetyl-CoA in a metabolic route where hidroximethyl-glutaril CoA re-ductase is the limitant enzyme. This enzyme and other ones implicated in this metabolic pathway are regulated by cholesterol and other sterols. The balance between the he-patic compartments of cholesterol (free and esterified) is very important in the regulation of cholesterol levels in blood. Two enzymes, acylCoA: cholesterol acyltransferase and cholesterol ester hydrolase, contribute to the maintenance of this balance. When cho-lesterol level in the hepatocyte increases, physiological processes devoted to avoid the toxicity induced by free cholesterol are activated. Another important aspect of cho-lesterol metabolism is the synthesis of bile acids. They are synthesized in the liver, and recycled due to the enterohepatic circula-tion. This is a complex process that allows bile acids to be transported from the intes-tine to the portal circulation, then to the he-patocytes, latter on to the bile and finally to the intestine again.

Key words: Cholesterol. Metabolism. Bilia-ry acids. Lipoproteins.

V. Navarro et al.

361

V. Navarro et al.

Vol. 7 • Núm. 6 • Noviembre-diciembre 2009

INTRODUCCIÓN

La historia del colesterol es una de las más interesantes en el campo científico del siglo XX. A principios del siglo pasado, el colesterol ya había sido aislado, pero poco se sabía todavía de su estructura. Durante los siguientes 100 años, se describie-ron su estructura, su ruta biosintética y los mecanismos que regulan su metabolismo(1).

Poulletier de la Salle descubrió el colesterol en los cál-culos biliares en 1769, aunque fue el químico francés M.E. Chevreul quien lo llamó colesterina (del griego khole, bilis, y stereos, sólido). La fórmula empírica (C

27H

46O) no llegó

hasta el año 1888, cuando F. Reinitzer la descifró. Al des-cubrirse la presencia de un grupo hidroxilo pasó a llamarse colesterol(2).

Los trabajos sobre el colesterol continuaron y, debido a los estudios sobre su estructura, Heinrich Wieland fue galardona-do con el Premio Nobel en Química en 1927. Sin embargo, la estructura presentada en 1928 no era del todo correcta y fue en 1932 cuando Wieland y Dane dieron con la verdadera.

Tras este importante paso, los trabajos sobre la biosíntesis podían empezar. La posibilidad de estudiar rutas biosintéticas fue posible gracias al uso de isótopos pesados como el deute-rio e isótopos radiactivos como el 14C y el tritio. En la década de 1930, Rudi Schoenheimer fue pionero en el uso de estas técnicas para el estudio de las rutas metabólicas del colesterol. En 1937, Rittenberg y Schoenheimer postularon que el coles-terol provenía de pequeñas moléculas precursoras más que de la modificación de moléculas complejas.

Tras otros descubrimientos del equipo de Shoenheimer, Bloch y Rittenberg concluyeron que el acetato marcado con deuterio se incorporaba tanto a la estructura anular como a la cadena lateral del colesterol. Por consiguiente, Little y Bloch fueron capaces de deducir que los 27 carbonos del colesterol son originarios del acetato; 15 del grupo metilo y 12 del gru-po carboxilo. Diversos grupos de investigación establecieron el origen biosintético de los 27 carbonos del colesterol. Otros estudios apuntaban a los derivados del isopreno, y Langdon y Bloch dedujeron que el escualeno (derivado del isopreno de 30 carbonos) era el precursor del colesterol. El esquema de ci-clación de escualeno a lanosterol fue sugerido por Woodward y Bloch en 1953, pero no fue hasta 1956 cuando Folkers et al. propusieron al isopentenilpirofosfato como precursor inicial. En 1964 Konrad Bloch fue galardonado con el Premio Nobel en Fisiología y Medicina por su trabajo sobre la biosíntesis del colesterol.

En cuanto a la regulación del metabolismo del colesterol, los trabajos de Brown y Goldstein fueron decisivos para su

comprensión. Estos investigadores trabajaron en la hipercoles-terolemia familiar y descubrieron el receptor de lipoproteínas de baja densidad (LDL, low density lipoprotein), de modo que dedujeron que la regulación por feedback de la biosíntesis del colesterol, que se explicará más adelante, estaba unida al acla-ramiento del colesterol plasmático.

Una vez descubierto el receptor para las LDL, Brown y Goldstein propusieron el mecanismo mediante el cual el co-lesterol suprime su propia expresión y la de genes que codi-fican la hidroxi-metil-glutaril-CoA reductasa (HMG-CoAR). Así, su trabajo fue el responsable del descubrimiento del sterol regulatory element binding protein (SREBP), que se une a es-tos elementos y promueve la expresión de estos y otros genes relativos al metabolismo del colesterol y de los ácidos grasos. Brown y Goldstein fueron condecorados con el Premio Nobel de Medicina en 1985.

Los trabajos sobre el metabolismo del colesterol siguen sien-do frecuentes y, debido a su complejidad, todavía quedan as-pectos por descubrir.

FUNCIONES DEL COLESTEROL

El colesterol tiene múltiples e importantes funciones. Por un lado, es componente de las membranas biológicas de las cé-lulas eucariotas de las diversas especies animales. En los in-dividuos adultos, más del 90% del colesterol del organismo se localiza en las membranas, mientras que sólo un 7% circula por el plasma. La función del mismo en estas localizaciones es la de regular su fluidez y su permeabilidad y, en consecuen-cia, su función. Esta regulación implica que el contenido en colesterol de las membranas modifica la actividad de enzimas ancladas en ellas, así como la de algunas proteínas transporta-doras y de receptores de membrana.

Por otro lado, el colesterol es precursor de otras biomoléculas importantes como son los ácidos biliares (AB), las hormonas esteroideas y la vitamina D. Los AB se sintetizan en el hígado de manera continua, y se almacenan y concentran en la vesí-cula biliar hasta que se vierten al intestino. Las hormonas es-teroideas (andrógenos, estrógenos, progestágenos, gluco y mi-neralcorticoides) se sintetizan en diversas glándulas y tienen funciones muy específicas, pero todas ellas tienen en común que derivan del colesterol, aunque algunas pueden sintetizarse a partir de acetil-CoA por rutas similares a la de la síntesis de colesterol. En cuanto a la vitamina D, el organismo humano es capaz de sintetizarla por irradiación solar (luz ultravioleta) sobre el 7-deshidrocolesterol (provitamina D

3) presente en la

epidermis.

362




Además, el colesterol es un importante protector cutáneo debi-do a que –junto con otras sustancias lipoides que, como él, tam-bién se depositan en grandes cantidades en la piel– impide la absorción de sustancias hidrosolubles a través de la piel, ya que es inerte frente a los ácidos y solventes, los cuales, de lo contrario, podrían penetrar fácilmente en el organismo. Además, estos lípi-dos también evitan la evaporación masiva de agua por la piel.

Una función recientemente descubierta es la implicación del colesterol en la embriogénesis y la diferenciación celular. En cuanto a la embriogénesis, la carencia de colesterol puede producir graves alteraciones, principalmente en el desarrollo del sistema nervioso central (SNC), que en muchas ocasiones son letales. Esta carencia de colesterol puede deberse a varias deficiencias en enzimas participantes en su síntesis como son la de la HMG-CoAR, la de la mevalonato quinasa y la de la 7-deshidrocolesterol reductasa. La carencia embrionaria de co-lesterol también puede deberse a deficiencias en el transporte y la captación del colesterol a nivel de la placenta o del propio embrión. Por otro lado, las proteínas de señalización denomi-nadas hedgehog, cruciales en el desarrollo embrionario, se procesan por autocatálisis gracias al colesterol, que se queda unido covalentemente durante la ruptura. Las alteraciones de los genes modulados por estas proteínas se han relacionado con graves malformaciones del SNC, cardia-cas y de las extremidades. En cuanto al crecimiento celular, los derivados del áci-do mevalónico (intermediario de la sínte-sis del colesterol) son responsables de la prenilación de proteínas que se asocian al ADN para participar en la regulación del ciclo celular, como las de la familia Ras, que está íntimamente relacionada con los procesos de iniciación de la división celu-lar. De hecho, se ha propuesto que algunos compuestos que inhiben la actividad de varias de estas proteínas o la de la HMG-CoAR podrían ser alternativas en el trata-miento del cáncer(3).

Por último, el colesterol es necesario para la síntesis y secreción de las lipopro-teínas, ya que es uno de los componentes de las mismas. Debido a su carácter hidro-fóbico, el transporte del colesterol y los triglicéridos en sangre se realiza mediante las lipoproteínas, que contienen colesterol en diferentes proporciones, como se deta-llará más adelante.

ABSORCIÓN INTESTINAL DEL COLESTEROL

El colesterol del que dispone el organismo tiene dos orígenes: endógeno, procedente de la síntesis de novo, y exógeno, pro-cedente de la dieta. Del mismo modo, el colesterol que se ab-sorbe en el intestino puede proceder de tres fuentes: la dieta, la bilis y la descamación intestinal. El aporte de cada una de esas fuentes se puede observar en la Figura 1.

Parte del colesterol de la dieta (10-15%) se encuentra esteri-ficado con un ácido graso, y la enzima pancreática colesterol éster hidrolasa es la responsable de liberarlo en el intestino.

Para que el colesterol –que tiene una solubilidad mínima en agua– pueda ser absorbido, debe ser liberado de la emulsión formada por triglicéridos y fosfolípidos de la dieta mediante la digestión de éstos. De este modo, puede ser transportado hasta la membrana en cepillo del intestino en micelas forma-das gracias a la presencia de AB y fosfolípidos(4). Estos AB y fosfolípidos son vertidos en forma de micelas desde el hígado por el tracto biliar hasta el duodeno, donde sirven de deter-gentes para la grasa contenida en la dieta (véase el apartado “Circulación enterohepática”). La tasa de absorción de co-

Hígado

AB: 200-400 mg/día

AB: 2.000-3.000 mg/h

Dieta

Descamación

Absorción colesterol

Colesterol:800-1.200 mg/día

Colesterol: 300 mg/día

Colesterol:300-500 mg/día

30-70%Reabsorción AB 95%

Excreción colesterol30-70%Excreción de AB 5%

Bilis

Bilis: 600 mL/día

Intestino

Figura 1. Descripción de las diferentes fuentes y aportes de colesterol y ácidos biliares en el contexto de la circulación enterohepática. AB: ácidos biliares.

V. Navarro et al.Metabolismo del colesterol: bases actualizadas V. Navarro et al.

363



lesterol, de gran variabilidad interindividual, se halla entre el 30% y el 70%.

El mecanismo mediante el cual el colesterol es captado por los enterocitos no es del todo conocido y está siendo investigado. Por el momento, se postulan los siguientes mecanismos, para los que el colesterol ha de estar integrado en micelas mixtas(5):

1. Difusión pasiva del colesterol por gradiente de concen-tración. Existe un equilibrio entre el colesterol libre de la fase acuosa intermicelar y el colesterol libre micelar en el medio lu-minal. Este colesterol de la fase acuosa intermicelar puede atra-vesar la membrana en cepillo de los enterocitos por gradiente de concentración. A medida que el colesterol libre va desapare-ciendo de la fase acuosa intermicelar, el colesterol intramicelar se va incorporando a la fase acuosa para poder ser absorbido(6).

2. Captación de colesterol mediada por las proteínas. Un candidato propuesto es el receptor para las lipoproteínas de alta densidad (SRBI, scavenger receptor class B type I)(7), aunque estudios con ratones knockout revelan que no es esen-cial para la absorción del colesterol(8,9). Por otro lado, trabajos recientes apuntan al Niemann-Pick C-1 like-1 (NPC1L1) como transportador específico(10).

La cantidad de colesterol absorbida puede ser controlada por una familia de transportadores (familia ABC) que se localiza en las membranas de los enterocitos. Estas proteínas vierten el colesterol al lumen intestinal desde el interior del enterocito. Por un lado, el ABCG5 y el ABCG8 son transportadores de la membrana intestinal que forman un heterodímero capaz de verter fitosteroles y colesterol fuera del enterocito. Estas pro-teínas están también presentes en el hígado, donde facilitan el transporte de estas moléculas a la bilis(5,11,12). Por otro lado, el ABCA1 (también miembro de la familia ABC) parece ser pro-veedor de colesterol desde los enterocitos a las lipoproteínas de alta densidad (HDL, high density lipoprotein), y no tanto responsable de la secreción de colesterol al lumen intesti-nal, aunque este punto está todavía por esclarecer(13).

La eficiencia en la absorción del colesterol es, por lo tan-to, el efecto neto entre la entrada y la salida del mismo a través de la membrana del enterocito(4). Debido a su carác-ter hidrofóbico, el paso a la circulación general lleva implí-cita la formación del vehículo que transportará al mismo en la sangre, los quilomicrones (QM). En primer lugar, el colesterol junto con los ácidos grasos pasan al retículo endoplásmico, donde los ácidos grasos son utilizados como sustratos para la síntesis de triglicéridos mediante las aciltransferasas, y el colesterol se esterifica mediante la acilcoenzima A:colesterol aciltransferasa (ACAT, acyl colesterol acyl transferasa). Tanto los triglicéridos como los ésteres de colesterol son transferidos a apolipoproteí-

nas B48 nacientes mediante la proteína microsomal transpor-tadora de triglicéridos (MTP, microsomal triglyceride transfer protein), formándose así QM inmaduros. Estos QM inmadu-ros abandonan el retículo endoplásmico en vesículas (PCTV: pre-chylomicron transport vesicles), que los transportan hasta el aparato de Golgi(14,15). Allí, maduran al adicionárseles más triglicéridos, y son transportados, vía vesicular, a los “hoyos revestidos” (clathrin coated pits), donde las vesículas se fusio-nan con la membrana basolateral, lo que les permite salir a la lámina propia por pinocitosis reversa(16). Los QM se incorpo-ran a la circulación linfática, mediante la cual serán transpor-tados hasta la circulación periférica.

BIOSÍNTESIS DEL COLESTEROL

La biosíntesis del colesterol es un proceso metabólico ampli-amente estudiado que se resume en la Figura 2. La enzima limitante de este proceso es la HMG-CoAR.

Aunque casi todas las células son capaces de sintetizar co-lesterol(17), el hígado contribuye aproximadamente en un 40-50% a la síntesis en todo el organismo en el caso de especies como la rata, el ratón y el mono. Sin embargo, su contribución en otras especies como el conejo, la cobaya y el hámster es inferior al 20%. La situación en los humanos es muy similar a la de estas últimas especies(18).

Como se describirá más adelante, además del colesterol sin-tetizado en el hepatocito, el hígado capta de forma eficiente el colesterol lipoproteico de origen dietético (transportado en QM) y de origen endógeno, proveniente de los órganos perifé-ricos (p. ej., músculo y tejido adiposo), transportado en LDL y HDL. El colesterol no puede ser degradado por el organismo, por lo que los excedentes pueden ser destinados a la síntesis de

HMG-CoA sintasa HMG-CoAR

ACETIL-CoA

3-ISOPENTENILPIROFOSFATO

GERANIL PIROFOSFATO

ESCUALENO LANOSTEROL COLESTEROL

DIMETILPIROFOSFATO

FARNESIL PIROFOSFATO

Isomerasas

Ciclasas

Escualeno sintetasa

Desmetilación y reducción

Fosforilación y descarboxilación

MEVALONATO3-HMG-CoA

Figura 2. Biosíntesis del colesterol. HMG-CoA sintasa: β-hidroxi-β-metil-glutaril-CoA sintasa; HMG-CoAR: β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA reductasa.

364




hormonas esteroideas (andrógenos, estrógenos, progesterona, corticoides, etc.) o a la síntesis de AB para su posterior se-creción biliar. También pueden ser secretados como colesterol libre hacia la bilis, junto a los AB y fosfolípidos. El hígado, por tanto, es un órgano clave en la regulación de las concentracio-nes de colesterol en el plasma.

TRANSPORTE DEL COLESTEROL: LIPOPROTEÍNAS

Los lípidos neutros mayoritarios (triglicéridos y ésteres de co-lesterol) son insolubles en el medio acuoso y deben estar cubier-tos por moléculas anfipáticas (hidrofílicas e hidrofóbicas) para poder ser transportados en la sangre. Estas moléculas se deno-minan lipoproteínas, que son agregados esféricos que contienen proteínas (llamadas apoproteínas), colesterol libre y fosfolípidos alrededor del núcleo, donde se alojan las sustancias hidrofóbicas (ésteres de colesterol, triglicéridos...), que se hacen así solubles en el agua (Figura 3). Basándose en la separación por gradiente de densidad, las lipoproteínas se clasifican en cinco tipos:

1. QM2. Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL, very low

density lipoprotein)

3. Lipoproteínas de densidad intermedia (IDL, intermedi-ate-density lipoprotein)

4. LDL5. HDLLas apoproteínas actúan como componentes de superficie

de la partícula, como enzimas clave del metabolismo lipídico en sangre, o como ligandos de receptores de membrana que promueven la unión y la captación de lipoproteínas. La compo-sición en apoproteínas es característica de cada una de ellas.

Como ya se ha descrito anteriormente, el colesterol, así co-mo los demás componentes lipídicos de la dieta, es absorbi-do por los enterocitos en el intestino delgado. Una vez dentro de los enterocitos, el colesterol es esterificado por la enzima ACAT y es incorporado, junto a los triglicéridos procedentes también de la dieta, a los QM. Los QM pasan a los canales lin-fáticos y después a la circulación sanguínea por la vena sub-clavia. Dichas lipoproteínas van descargando sus triglicéridos principalmente en el tejido adiposo (donde se almacenan co-mo reserva) y en los músculos (aportándoles energía), debido a la presencia en el endotelio de los capilares que irrigan estos tejidos de la enzima lipoproteína lipasa (LPL, lipoprotein li-pase) que hidroliza los triglicéridos, lo que permite la entrada de los ácidos grasos resultantes al interior de dichos tejidos.

Triglicéridos

Colesterol libre

Colesterolesterificado

Apolipoproteínas

Fosfolípidos

Figura 3. Composición de las lipoproteínas.


365



La acción de la LPL sobre los QM produce un descenso del orden del 80% al 90% en su contenido en triglicéridos. Como consecuencia de esta descarga, la superficie de la lipoproteína se distorsiona y se acompaña de la transferencia de la mayor parte de las apoproteínas A y C a las HDL mediante la pro-teína de transferencia de los fosfolípidos (PLTP, phospholipid transfer protein). De esta manera, los QM se transforman en otros remanentes, que tienen menor tamaño y mayor densidad y están proporcionalmente más enriquecidos en colesterol y ApoE. Esta configuración les permite ser reconocidos por receptores hepáticos específicos de las ApoE, denominados proteínas relacionadas con el receptor de las LDL (LRP, LDL receptor-related protein) y ser internalizados y degradados.

Debido a la toxicidad del colesterol libre, el hepatocito con-trola los excedentes mediante la vía hepatobiliar y los excreta en forma de AB o de colesterol como tal. Dichos excedentes pueden a su vez ser reabsorbidos en el intestino, con lo que se reiniciaría el ciclo. Por otra parte, el hepatocito sintetiza y se-creta a la sangre las VLDL. Éstas, además de gran cantidad de triglicéridos de síntesis endógena, transportan también coles-terol, tanto de síntesis propia como procedente de la dieta. Las VLDL se metabolizan en dos etapas que implican su trans-formación en IDL, las cuales a continuación se convierten en LDL. Estas transformaciones conllevan una serie de cambios semejantes a los que sufrían los QM. La LPL hidroliza los tri-glicéridos de las VLDL, hace que los ácidos grasos y el glicerol estén disponibles para los tejidos y transforman las VLDL en IDL, de menor tamaño y mayor densidad y más enriquecidas proporcionalmente en ésteres de colesterol y ApoE.

Las IDL pueden seguir diferentes caminos. Una proporción es captada del plasma, probablemente por los receptores para las LDL o también por los receptores LRP, presentes ambos en el hígado. Otra es transformada en LDL mediante un proceso dependiente de la actividad de la LPL, que requiere la hidróli-sis del exceso de triglicéridos y fosfolípidos, y de la transferen-cia del exceso de apoproteínas a las HDL mediante la PLTP.

Las LDL son de menor tamaño y mayor densidad que las VLDL, contienen una única apoproteína, la ApoB100, y la fracción lipídica más abundante es el colesterol esterifica-do. Dado que las LDL transportan dos terceras partes del colesterol circulante en el plasma, estas partículas son las principales proveedoras de colesterol al hígado y a los demás tejidos del organismo (no así en roedores como la rata y el ratón, que no tienen CETP [cholesteryl ester transfer pro-tein, proteína transportadora de ésteres de colesterol]). La ausencia de esta proteína provoca que en estas especies la mayor parte del colesterol sea transportado en las HDL. La captación de las LDL ocurre gracias a la endocitosis media-

da por un receptor específico de ApoB100 y ApoE (receptor para las LDL [RLDL]).

Existe una lipoproteína que no se suele incluir en los esquemas metabólicos, la lipoproteína (a). Esta lipoproteína está presente en el plasma de forma natural y su concentración parece estar de-terminada genéticamente. Sus niveles plasmáticos permanecen estables, no se ven afectados por la dieta ni por fármacos hipoli-pemiantes, y sólo se han descrito aumentos en su concentración tras un infarto de miocardio o en situaciones de estrés agudo. Es muy similar a la LDL, aunque ligeramente más densa, y en su composición, además de la ApoB100, se encuentra la Apo(a). Se sabe que tiene una capacidad aterogénica mayor que las LDL.

Los macrófagos, además del RLDL, disponen de otro receptor conocido con el nombre de receptor scavenger o receptor de las LDL acetiladas (SRA, scavenger receptor class A), que capta las partículas LDL modificadas por acetilación u oxidación(19). A diferencia del RLDL, el SRA no se regula por el colesterol intracelular, por lo que puede mediar la acumulación masiva de colesterol en los macrófagos cuando las concentraciones en san-gre son elevadas y transformarlos en células espumosas. Ade-más del SRA, se han descrito otros receptores presentes en las membranas de los macrófagos capaces de unir y captar las LDL oxidadas. Entre ellos, cabe destacar el receptor CD36 ( fatty acid translocase, translocasa de ácidos grasos)(20) y el CD68 (macro-phage antigen CD68, antígeno CD68 de macrófagos)(21).

Las HDL son las lipoproteínas de menor tamaño y mayor densidad. Constituyen una clase heterogénea, ya que existen distintas subfracciones que difieren en su composición y me-tabolismo:

1. HDL nacientes o pobres en lípidos (pre-β-HDL)2. HDL23. HDL3Las HDL nacientes se producen en el hígado y en la mucosa

intestinal o pueden ser producto de la degradación de otras partículas como VLDL y QM durante la hidrólisis de triglicé-ridos que se producen mediante la LPL. También pueden gene-rarse debido a la interconversión de las HDL maduras (HDL2 y HDL3), mediante la CETP, PLTP y LH (lipasa hepática). Estas partículas pobres en lípidos captan colesterol libre y fos-folípidos desde células hepáticas y extrahepáticas, así como de lipoproteínas que contienen ApoB. Aunque por el momento no se conoce si este proceso de lipidación es extra o intracelular, se sabe que la proteína ABCA1, presente en muchas células, transfiere colesterol a las partículas HDL pobres en lípidos desde los tejidos y el hígado.

Las HDL nacientes se convierten en HDL esféricas gracias a la acción de la lecitina-colesterol acetiltransferasa (LCAT, lecithin:cholesterol acyltransferase), que esterifica el coles-

366




terol adquirido y éste se mueve al centro de la molécula, al perder hidrofilidad. El producto inicial de esta lipidación es la HDL3, que, mediante la esterificación del colesterol, la fusión con otras HDL3 y la captación de remanentes de la superficie de las lipoproteínas ricas en triglicéridos mediante la PLTP, se convierte en partículas de mayor tamaño, las HDL2. Estas HDL2 pueden convertirse en HDL3 al hidrolizarse sus trigli-

céridos y fosfolípidos mediante la LH, presente en el endotelio he-pático y la lipasa endotelial (EL, endothelial lipase) de diferentes tejidos.

La captación de los lípidos con-tenidos en las HDL se produce por, al menos, dos mecanismos directos, que incluyen la captación selectiva de lípidos mediante el SRBI y la captación de la partícu-la completa mediante receptores de ApoE o de ApoAI. Además, la captación puede ocurrir por un mecanismo indirecto. La CETP intercambia colesterol esterificado desde las HDL por triglicéridos de VLDL, IDL y LDL. Estos ésteres de colesterol transferidos al resto de lipoproteínas son captados por el hígado mediante el receptor pa-ra las LDL. Por otro lado, los tri-glicéridos y los fosfolípidos de las HDL son hidrolizados por la LH y la EL, respectivamente, de forma que por su acción concertada se liberan ApoAI pobres en lípidos, que pueden pasar al intersticio pa-ra captar más colesterol desde las células o pueden ser catabolizadas en el riñón, desde donde pueden ser recaptadas gracias a la cubilina(22). El movimiento de colesterol desde los tejidos periféricos al hígado mediante las HDL se denomina “transporte reverso de colesterol”. El metabolismo general de las li-poproteínas se encuentra resumido en la Figura 4.

REGULACIÓN DE LA ABSORCIÓN DEL COLESTEROL

Tal como se ha descrito anteriormente, la eficiencia de la ab-sorción del colesterol está determinada por el flujo neto de colesterol a través de la membrana del enterocito. La investi-gación realizada hasta el momento establece que este proceso está regulado por numerosos genes(4).

Bilis

QM

LPL

LEPLTP

LH

LCAT

CETP

HDL naciente

ApoAI pobreen colesterol

QMr

HDL

Hígado

LRP

SRBI

ABCA1

SRBI

LPL

LPL

LDL

IDL

VLDL

RLDL

AB + FL + C

Intestino Tejidosperiféricos

Figura 4. Metabolismo de las lipoproteínas. AB: ácido biliar; ABCA1: ATP-binding cassette, subfami-ly A, member 1, casete de unión a ATP subfamilia A miembro 1; ApoAI: apolipoproteína AI; C: colesterol; CETP: cholesteryl ester transfer protein, proteína transportadora de ésteres de colesterol; FL: fosfolípi-do; HDL: high density lipoprotein, lipoproteínas de alta densidad; IDL: intermediate-density lipoprotein, lipoproteínas de densidad intermedia; LCAT: lecithin:cholesterol acyltransferase, lecitina-colesterol ace-tiltransferasa; LDL: low density lipoprotein, lipoproteínas de baja densidad; LE: lipasa endotelial; LH: lipasa hepática; LH: lipasa hepática; LPL: lipoprotein lipase, lipoproteína lipasa; LRP: LDL receptor like protein, proteína relacionada con el receptor para las LDL; PLTP: phospholipid transfer protein, proteína transportadora de fosfolípidos; QM: quilomicrones; QMr: remanentes de quilomicrones; RLDL: receptor para las LDL; SRBI: scavenger receptor class B type I, receptor scavenger clase B tipo I; VLDL: very low density lipoprotein, lipoproteínas de muy baja densidad.


367



Los factores reguladores más importantes de la absorción de colesterol son: la concentración de los AB y de colesterol en el lumen intestinal, los transportadores ABCA1, ABCG5/G8, NPC1L1 y MTP, el receptor SRBI y la enzima ACAT2. Se están estudiando otros factores que podrían estar implica-dos, como los estrógenos, la especie animal y la edad, entre otros(4).

Debido a su baja solubilidad en agua, la solubilización del colesterol por parte de los AB es imprescindible para su ab-sorción intestinal. Los AB, junto con los fosfolípidos, el co-lesterol, los monoglicéridos y los ácidos grasos libres, forman micelas mixtas desde las que el colesterol es captado por el enterocito. Los AB hidrofóbicos (ácido desoxicólico [DCA] y quenodesoxicólico) promueven una mayor absorción de co-lesterol que los hidrofílicos (cólico y ácido ursodesoxicólico [UDCA]), debido a que estos últimos son capaces de provocar el paso del colesterol desde las micelas mixtas hasta una fa-se vesícula/cristal líquido desde la que el colesterol no puede ser captado por los enterocitos(4). Del mismo modo, la ingesta de unos 2-3 g al día de fitosteroles o fitostanoles hace que la competencia por la formación de micelas entre éstos y el colesterol disminuya la absorción del colesterol al impedir su inclusión en las micelas, ya que la forma-ción de éstas es necesaria para su paso por la membrana del enterocito.

En cuanto al resto de factores (trans-portadores y enzimas), todos tienen una regulación transcripcional modulada por receptores nucleares y/o factores de transcripción, tal y como se representa en la Tabla 1.

En lo que respecta a la captación de colesterol mediada por proteínas, el NPC1L1 está regulado por el SREBP2(23) y el receptor X hepático/receptor X de retinoides (LXR/RXR, liver X receptor/retinoid X receptor)(24). El SRBI parece estar también regulado por LXR/RXR a nivel intestinal, aunque las eviden-cias científicas no son todavía del todo concluyentes(25).

Por otro lado, las proteínas encargadas de expulsar los esteroles al exterior del enterocito (ABCG5/G8) están fuertemen-te reguladas por LXR/RXR(26). Dentro de la misma familia, el ABCA1 está también regulado por LXR/RXR(27-29), el cual a su vez podría estar regulado por el receptor

activado por proliferadores de peroxisomas α (PPARα, per-oxisome proliferator-activated receptor α) y el receptor acti-vado por proliferadores de peroxisomas γ (PPARγ, peroxisome proliferator-activated receptor γ)(30,31).

En el caso del MTP (proteína encargada del transporte de colesterol y triglicéridos para su ensamblaje en las ApoB48 en enterocitos y las ApoB100 en hepatocitos), se han realizado es-tudios en hepatocitos aislados que demuestran el posible papel de ciertos receptores nucleares en su regulación. Los SREBP, tanto el SREBP1 como el SREBP2, podrían estar implicados, entre otros(32).

Por último, está demostrada la implicación que tiene la enzi-ma ACAT en la absorción del colesterol, por lo que está siendo investigada como diana farmacológica para prevenir y tratar enfermedades como la hipercolesterolemia y la aterosclerosis. La isoforma intestinal (ACAT2) parece estar regulada a nivel transcripcional por el factor nuclear del hepatocito 1α (HNF1α, hepatocyte nuclear factor 1α) y por el factor de transcripción homeobox tipo caudal 2 (CDX2, caudal type homeobox trans-cription factor 2)(33). La ACAT2, al igual que otras enzimas in-volucradas en el metabolismo del colesterol, está sometida a un ritmo circadiano(34,35).

Tabla 1. REGULACIÓN TRANSCRIPCIONAL DE LA ABSORCIÓN INTESTINAL DE COLESTEROL

Factor de transcripción Efecto Referencia

SREBP1 Aumenta la expresión del MTP 32

SREBP2 Aumenta la expresión del MTPAumenta la expresión del NPC1L1

3223

PPARα Aumenta la expresión del MTP 121

HNF4α Aumenta la expresión del MTP 122-124

FXR Inhibe la expresión del MTP 123

COUP-TFII Inhibe la expresión del MTP 125

HNF1α Aumenta la expresión del MTPAumenta la expresión del ACAT2

122,12333

CDX2 Aumenta la expresión del ACAT2 33

LXR/RXR Aumenta la expresión del ABCG5/G8Disminuye la expresión del NPC1L1Aumenta la expresión del ABCA1

2624

27-29

ACAT: acilcoenzima A:colesterol aciltransferasa; CDX2: caudal type homeobox transcription factor 2, factor de transcripción homeobox de tipo caudal 2; COUP-TFII: chicken ovalbumin upstream promoter transcription factor 2, factor de transcripción 2 del promotor contracorriente de la ovoalbúmina aviar; FXR: farnesoid X receptor, receptor X de farnesoides; HNF: hepatocyte nuclear factor, factor nuclear del hepatocito; LXR/RXR: liver X receptor, receptor X hepático/RXR: retinoid X receptor, receptor X de retinoides; MTP: proteína microsomal transportadora de triglicéridos; NPC1L1: Niemann-Pick C-1 like-1; PPAR: peroxisome proliferator-activated receptor, receptor activado por proliferadores de peroxisomas; SREBP: sterol regulatory element binding protein, proteína de unión al elemento de respuesta de los esteroles

368




RECEPTORES PARA LAS LIPOPROTEÍNAS

Receptores para las lipoproteínas de baja densidad

La regulación de la homeostasis del co-lesterol es esencial para la estructura y función celular. Este control ocurre gra-cias a una serie de procesos celulares que posibilitan un adecuado balance entre la demanda y el consumo de colesterol, con el fin de evitar su acumulación excesiva. La existencia de múltiples rutas para la prevención de la acumulación intracelu-lar de colesterol libre es reflejo de la toxi-cidad de su exceso. Para mantener estos niveles constantes, las células regulan la captación del colesterol exógeno me-diante el RLDL.

Los receptores para LDL se sitúan en la membrana celular, especialmente en el hígado(36), en unas estructuras llama-das “hoyos revestidos” (coated pits), y se unen específicamente a las LDL, aun-que, debido a que tienen un dominio para ApoB100 y para ApoE, otras lipoproteí-nas pueden ser reconocidas por el híga-do(37). El proceso mediante el cual las lipoproteínas son internalizadas se deno-mina endocitosis mediada por receptor, proceso descrito por vez primera por Mi-chael Brown y Joseph Goldstein(38).

En este proceso, tras la unión de la LDL con el RLDL, el complejo se in-ternaliza, formándose unas vesículas, y pasando el contenido a los lisosomas, donde se hidroliza el complejo y se li-bera el colesterol para su utilización celular. El receptor para las LDL se re-cicla, volviendo de nuevo a la superficie (Figura 5). La expresión de RLDL en la superficie celular y la biosíntesis de colesterol están reguladas por un siste-ma de retroalimentación. El colesterol libre contenido en el hepatocito está en equilibrio con su forma esterificada. Cuando el colesterol libre aumenta en el

LDLR

RER

Núcleo

Lisosoma

HDL rica en colesterol

HDL pobreen colesterol

HDL rica en colesterol

EndosomaSíntesis

Colesterol

Reciclaje

Captación selectiva

Ésteres decolesterol

Colesterol libre

SRBI

SRBI

Coatedpits

GolgiLDL

Figura 5. Transferencia del colesterol de las lipoproteínas a las células(126). HDL: high density lipoprotein, lipoproteínas de alta densidad; LDL: low density lipoprotein, lipoproteínas de baja densidad; LDLR: LDL receptor, receptor para las LDL; RER: retículo endoplásmico rugoso; SRBI: scavenger receptor class B type I, receptor scavenger de clase B tipo I.


369



citosol, el RLDL se expresa en menor grado, de forma que disminuye la captación del colesterol plasmático, inhibién-dose, al mismo tiempo, la HMG-CoAR, dando lugar a una menor síntesis.

Receptores para las lipoproteínas de alta densidad

Los SRBI han sido descritos como receptores de HDL, aunque también son capaces de unirse a LDL, VLDL y LDL oxidadas o acetiladas en menor medida(39). Las HDL, además, debido a su contenido en ApoE, pueden ser reconocidas por los RLDL y competir con las LDL(40,41).

El SRBI es el responsable de la entrada selectiva de coleste-rol esterificado de las HDL en el hígado y en las células peri-féricas (sobre todo órganos esteroideogénicos y enterocitos), pero también del flujo de colesterol libre desde las células a las HDL, favoreciendo el transporte reverso de colesterol(42). Es, por lo tanto, un flujo bidireccional. Esta entrada selectiva de colesterol se produce porque este receptor es capaz de cap-tar selectivamente ésteres de colesterol, colesterol libre, fos-folípidos, triglicéridos y α-tocoferol (vitamina E), sin inter-nalizar ni degradar la lipoproteína(39). Este flujo bidireccional no consume trifosfato de anedosina, por lo que podría ocurrir por gradiente entre la membrana celular y las HDL. Las pro-piedades de la membrana en cuanto a la relación fosfatidil-colina/colina o cambios en la composición de ácidos grasos que afectan a la distribución de colesterol en las membranas actúan de señal para cambiar la dirección del intercambio(41).

La regulación del SRBI es muy compleja. Se han identificado moléculas que podrían modular su localización, estabilidad y función, como la proteína moduladora y de unión al carboxilo terminal (CLAMP, carboxy-terminal linking and modulating protein), la caveolina-1, ABCA1, ApoE o la lipasa pancreática, pero aún no está definida(43).

REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS ENDÓGENA DEL COLESTEROL

Tal y como está descrito anteriormente, la enzima limitante en la biosíntesis del colesterol es la HMG-CoAR. Esta y otras enzimas implicadas directamente en esta vía están reguladas a la baja por el colesterol y otros esteroles(44).

La regulación de la HMG-CoAR, enzima anclada en la membrana del retículo endoplásmico, es muy compleja y ocu-rre a varios niveles. En primer lugar, existe una regulación transcripcional. La HMG-CoAR tiene un elemento de res-

puesta a los esteroles (SRE, steroid response element) en su promotor, por lo que está regulado positivamente a este nivel por los SREBP (especialmente por el SREBP2) que, a su vez, están modulados por el nivel de colesterol intracelular(45,46).

También la estabilidad de los transcritos de ARNm varía en distintas situaciones, como en la exposición a estatinas, que la aumenta, y en la presencia del 25-hidroxicolesterol, que la dis-minuye(47,48). A este nivel, también está descrito en la literatura que las ratas alimentadas con un exceso de colesterol derivan el ARNm de la HMG-CoAR a monosomas inactivos en lugar de a polisomas activos, ejerciendo así su acción supresora a nivel de la traducción génica(49).

La regulación transcripcional de la HMG-CoAR parece ser la mayoritaria en animales sensibles al colesterol de la dieta (hámsters y ratones), así como en humanos. Por el contrario, en ratas la regulación más importante es la post-transcripcio-nal(50). Esta regulación de la HMG-CoAR puede ocurrir al degradarse respondiendo a determinados estímulos, siendo esta degradación el resultado de una poliubiquitinación(51) y posterior degradación en el proteosoma(52,53). Existen trabajos controvertidos en cuanto al efecto de los esteroles contenidos en la dieta y la tasa de degradación que sufre la HMG-CoAR. Por un lado, Gil et al. postulan que el colesterol estimula la degradación de esta enzima(54), mientras que Ness y Chambers afirman que los esteroles no afectan a su degradación(50). A pe-sar de la controversia, las revisiones sobre este tema apuntan a la degradación enzimática como uno de los mecanismos más importantes de la regulación de la HMG-CoAR, junto con la transcripción(44).

Por otro lado, la HMG-CoAR tiene una forma activa desfos-forilada, por lo que se inactiva por la fosforilación causada por una familia de proteínas quinasas dependientes de AMPc(55,56). La regulación por fosforilación/desfosforilación parece ejer-cer un papel protector cuando el estado energético está com-prometido, inhibiéndose las rutas biosintéticas, como la coles-terogénesis y la síntesis de ácidos grasos(57).

La actividad de la HMG-CoAR presenta un ritmo circadia-no, de modo que en ratas el pico de actividad se produce duran-te la noche, cuando los roedores se encuentran comiendo(58-61). Se ha postulado que la insulina, segregada tras la ingesta de comida, podría ser en parte responsable de este ciclo, ejercien-do esta acción a nivel transcripcional(50). El glucagón tendría el efecto contrario, como es de esperar.

Además del efecto de la insulina y el glucagón, se sabe que otras hormonas ejercen también un control sobre la actividad de esta enzima, como son la triyodotironina (T3), los gluco-corticoides y los estrógenos(50). La T3 actúa no sólo a nivel post-transcripcional aumentando la actividad y la cantidad de

370




proteína de la enzima, sino también a nivel de estabilización de su ARNm, mientras que tanto glucocorticoides como estró-genos parecen desestabilizarlo(50).

Uno de los grupos de fármacos hipolipemiantes más uti-lizados son las estatinas. Según Istvan y Deisenhofer, las estatinas ocupan una porción del sitio de unión de la HMG-CoA, bloqueando el acceso del sustrato al sitio activo de la HMG-CoAR(62).

REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS INVOLUCRADAS EN EL EQUILIBRIO ENTRE LOS COMPARTIMENTOS DE COLESTEROL EN EL HÍGADO

Siendo el hígado el órgano clave para la regulación de los ni-veles de colesterol en sangre, es necesario analizar el com-portamiento de los compartimentos de colesterol (esterifica-do y libre), dado que son piezas importantes en este puzle. El equilibrio entre los compartimentos hepáticos de colesterol se mantiene gracias a dos enzimas: la ACAT y la CEH (coleste-rol ester hidrolasa). La ACAT es la responsable de esterificar el colesterol libre presente en la célula con un ácido graso de cadena larga, mientras que la CEH es la responsable de liberar el colesterol esterificado cuando la célula así lo requiere. La regulación de la actividad de estas dos enzimas se produce de manera coordinada(63).

La ACAT ha demostrado tener una función importante en la absorción del colesterol en el intestino, en la secreción hepáti-ca de las VLDL, en la síntesis de hormonas esteroideas, en la producción de ésteres de colesterol en macrófagos del ateroma y en la secreción de colesterol biliar(64). Existen dos subtipos de ACAT, la ACAT1 y la ACAT2. La primera está implicada en la prevención del exceso de colesterol en las membranas celu-lares, mientras que la segunda tiene un papel importante en la síntesis y secreción hepática de lipoproteínas y en la absorción del colesterol en el intestino(63). Además, existen diferencias en cuanto a su localización. La ACAT1 se encuentra en la ma-yoría de los tejidos, mientras que la ACAT2 es prácticamente específica de los hepatocitos y los enterocitos (lugares de sín-tesis de las lipoproteínas)(65).

El principal responsable de la regulación de la ACAT es el colesterol presente en el retículo endoplásmico, que se encuentra en equilibrio con el colesterol de la membrana plasmática y otras membranas intracelulares (lisosomas, endosomas, aparato de Golgi), así como con el colesterol esterificado, que se almacena en el citosol(66). La activación de la ACAT se produce cuando el colesterol alcanza una

concentración superior al límite para modular otras proteí-nas reguladoras del metabolismo del colesterol como son la HMG-CoAR y los SREBP(67). Así, cuando el balance neto de colesterol dentro del retículo endoplásmico se ve aumenta-do, se produce la inhibición de la HMG-CoAR para intentar mantener el equilibrio de este esterol dentro del orgánulo. En esta situación el colesterol se traslada rápidamente a la membrana plasmática. Pero, si la acumulación sigue aumen-tando dentro del retículo endoplásmico, se llega a la con-centración de colesterol capaz de activar la ACAT (umbral crítico), por lo que el exceso se esterifica con ácidos grasos de cadena larga, almacenándose en forma de gotas lipídicas en el citoplasma.

El principal mecanismo de regulación de la ACAT es post-transcripcional, ya que la ACAT es una enzima alostérica, es decir, contiene un sitio de unión denominado alostérico al que se le une, de forma reversible y no covalente, un mo-dulador (en este caso, el colesterol) que regula su actividad al provocar un cambio conformacional en la estructura de la enzima(66). Además, la ACAT parece estar bajo un ritmo circadiano contrario al de la HMG-CoAR, enzima limitante de la síntesis de colesterol, por lo que su máximo de actividad se produce durante el día en ratas, tal como describen Szanto et al.(35).

La enzima responsable de la liberación de los ésteres de co-lesterol es la CEH. Existen dos tipos de CEH intracelulares, una neutra y otra ácida. La CEH neutra puede encontrarse en los microsomas o en el citosol, ejerciendo diferentes funciones. La CEH microsomal parece estar relacionada con el reparto de colesterol hacia el canalículo biliar o hacia el torrente san-guíneo, y con el mantenimiento del equilibrio entre colesterol libre y esterificado en el retículo endoplásmico donde reside. Aunque la CEH microsomal también es capaz de hidrolizar los ésteres de colesterol almacenados en el citosol, parece que la CEH citosólica es la principal responsable de esta activi-dad(68). La CEH ácida se encuentra en los lisosomas, por lo que hidroliza los ésteres de colesterol provenientes de las lipopro-teínas captadas por la célula(69).

La regulación de la CEH parece darse tanto a nivel trans-cripcional como a nivel post-transcripcional, siendo más pa-recida a la regulación de la HMG-CoAR que a la del resto de enzimas que se han descrito(70). En cuanto a la regulación transcripcional de la CEH, el SREBP2 parece jugar un papel importante(71). Este factor de transcripción se activa cuando el nivel de colesterol disminuye, momento en el que la célula necesita liberar colesterol para mantener el nivel de colesterol libre constante. Además de este factor de transcripción, tan-to el PPARα como el PPARγ disminuyen la transcripción de


371



la CEH(72). También a nivel transcripcional parecen actuar la tiroxina y los glucocorticoides(70). Además, tal y como ocurre con la Cyp7A1, enzima limitante de la síntesis de AB, la fosfo-rilación mediada por la PKC (protein kinase C, proteína cina-sa C) parece provocar la inactivación de algún factor requerido para la transcripción de esta enzima(70).

Como ocurre con la HMG-CoAR, la CEH también está re-gulada por un proceso de fosforilación-desfosforilación post-transcripcional. Esta fosforilación activa la enzima y está en parte promovida por el AMPc, mecanismo utilizado por molé-culas como la fructosa, la adenosina y el glucagón(73,74).

La actividad de la CEH parece estar regulada por un ritmo circadiano, como ocurre con otras enzimas relacionadas con el metabolismo del colesterol(75,76).

REGULACIÓN DE LOS NIVELES INTRACELULARES DE COLESTEROL Y REPERCUSIÓN EN SU TRANSPORTE EN LAS LIPOPROTEÍNAS

El colesterol sanguíneo, transportado en las lipoproteínas, está regulado principalmente por el nivel de colesterol intracelu-lar, que condiciona el aclaramiento de aquéllas. Cuando los niveles de colesterol en el hepatocito se elevan, la célula debe activar los procesos fisiológicos pertinentes para evitar la toxi-cidad que el colesterol libre provoca, debido a su extremada insolubilidad en el medio acuoso. De este modo, una elevación en la concentración de colesterol libre hepático conlleva los siguientes procesos:

1. Disminución de la síntesis de colesterol endógeno.2. Disminución de los niveles de receptores para las LDL en

la superficie del hepatocito, lo que implica una reducción de la captación del colesterol sanguíneo y un aumento en la concen-tración de c-LDL en sangre.

3. Aumento del transporte de colesterol desde el hepatocito a la bilis mediante los transportadores ABCG5/G8.

4. Aumento de la actividad de la ACAT, enzima responsable de la esterificación del colesterol para su acumulación en for-ma de gotículas de grasa, así como disminución de la actividad de la CEH, responsable de la hidrólisis de los ésteres de coles-terol. Estas enzimas se describirán más adelante.

Estos procesos están, en su mayor parte, regulados por me-canismos transcripcionales. Los factores de transcripción más importantes a este nivel son el LXR y los SREBP. Sus acciones se encuentran resumidas en la Tabla 2 junto a las de otros fac-tores de transcripción.

Como se puede apreciar en la Tabla 2, el LXR es responsa-ble del aumento del transporte de colesterol desde el hepatoci-

to hasta la bilis, al incrementar la expresión de los transporta-dores ABCG5/G8. Por otro lado, los SREBP son responsables del resto de acciones causadas por el exceso de colesterol en esta célula.

Del mismo modo que en el hepatocito, en las células peri-féricas también se inhibe la síntesis endógena de colesterol y se disminuye la expresión de los RLDL, aunque este último mecanismo es de especial relevancia en el hígado, órgano que contribuye en, aproximadamente, un 70% al aclaramiento vía RLDL(18).

Por otra parte, cuando las células periféricas se sobrecar-gan de colesterol, se activa el transporte reverso del mismo. Para este transporte son esenciales determinadas proteínas, como el SRBI y los miembros de la familia ABC, el ABCA1 y el ABCG1. El LXR es el receptor nuclear más importante para la activación del transporte reverso del colesterol, ya que es el responsable del aumento de expresión de la ABCA1 y la ABCG1 en estas células cuando el colesterol aumenta. Esto permite favorecer la salida de colesterol celular a las HDL maduras para dirigirse al hígado, donde será captado mediante dos mecanismos directos. Estos mecanismos in-cluyen la captación selectiva gracias al SRBI y la captación de la partícula completa mediante receptores de ApoE o de ApoAI.

ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL METABOLISMO DEL COLESTEROL

La dislipemia es una alteración genética o adquirida que puede afectar tanto a los niveles absolutos como a la proporción rela-tiva de cada una de las lipoproteínas del plasma. Este término es más correcto que el de hiperlipidemias, ya que puede in-cluir trastornos que muestran valores bajos de colesterol HDL, aunque los del colesterol plasmático total estén dentro de la normalidad. La clasificación de las dislipemias primarias más comunes se encuentra en la Tabla 3.

Mientras que una hipertrigliceridemia severa puede condu-cir a pancreatitis, la mayor consecuencia de las dislipemias es la aterogénesis acelerada con enfermedad coronaria precoz y enfermedad vascular periférica.

Tal y como se ha mencionado anteriormente, el organismo no es capaz de degradar el colesterol, por lo que los excedentes se excretan al intestino vía hepatobiliar en forma de colesterol libre o de AB. Debido a la complejidad y al interés de esta vía, dedicaremos parte de esta revisión a la circulación enterohe-pática de los AB, teniendo en cuenta la patología relacionada y las aplicaciones clínicas.

372




Tabla 2. RECEPTORES NUCLEARES Y FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN IMPLICADOS EN LA REGULACIÓN DEL TRANSPORTE DE COLESTEROL EN LAS LIPOPROTEÍNAS

Receptor nuclear Gen diana Función Referencia

LXRHígadoIntestino MacrófagosTejido adiposo

ABCA1 ↑Transporte de colesterol libre y fosfolípidos a las HDL pobres en lípidos

desde las células28

ABCG1 ↑ Transporte de colesterol a las HDL maduras desde las células 27,127

PLTP ↑ Transporte de fosfolípidos y apolipoproteínas entre las lipoproteínas no HDL y las HDL 128

CETP ↑ Transporte de ésteres de colesterol desde las HDL a las lipoproteínas no HDL 129

ABCG5/G8 ↑Transporte de colesterol desde los enterocitos al lumen intestinal,

y desde los hepatocitos a la bilis17,130

PPARαHígado

LXR ↑ Ver genes regulados por el LXR 30,31


PPARγ Tejido adiposoMacrófagos

CD36 ↑ Captación de LDL oxidadas por macrófagos 132,133

SREBP2Ubicuo

LDLR ↑ Captación hepática de LDL circulantes 46

ABCA1 ↓Transporte de colesterol libre y fosfolípidos a las HDL pobres en lípidos

desde las células134

CEH ↑ Liberación de los ésteres de colesterol a colesterol libre 71

FXRHígadoIntestino


CEH: colesterol ester hidrolasa; CETP: cholesteryl ester transfer protein, proteína transportadora de ésteres de colesterol; FXR: farnesoid X receptor, receptor X de farnesoides; HDL: high density lipoprotein, lipoproteínas de alta densidad; LDL: low density lipoprotein, lipoproteínas de baja densidad; LDLR: LDL receptor, receptor para las LDL; LXR: liver X receptor, receptor X hepático; PLTP: phospholipid transfer protein, proteína de transferencia de los fosfolípidos; PPAR: peroxisome proliferator-activated receptor, receptor activado por proliferadores de peroxisomas; SREBP: sterol regulatory element binding protein, proteína de unión al elemento de respuesta de los esteroles

Tabla 3. DISLIPEMIAS MÁS COMUNES

Tipo Anomalía Consecuencia

Hipercolesterolemia familiar Defecto en la codificación de los receptores para las LDLColesterol > 300 mg/dL

Enfermedad vascular precoz

Hipercolesterolemia familiar

combinadaDefecto probablemente en la secreción hepática de las VLDL

Perfil cambiante (hipercolesterolemia,

hipertrigliceridemia y mixto)

Disbetalipoproteinemia familiar Alteración de la ApoE que impide la metabolización de VLDL y QMColesterol y triglicéridos plasmáticos

elevados

Hipercolesterolemia poligénica Interacciones de numerosos genes-ambiente (p. ej: alimentación) Colesterol moderadamente elevado

Hipertrigliceridemia familiarMayor secreción de triglicéridos (más VLDL y de mayor tamaño)

Defectos en la LPL

Aumento de las VLDL

Disminución de las HDL y LDL

Sitosterolemia o fitosterolemia Defectos en ABCG5/G8

Aumento de la absorción de

sitosteroles y colesterol dietéticos

Altos niveles de esteroles (de origen

vegetal y animal) en el plasma

HDL: high density lipoprotein, lipoproteínas de alta densidad; LDL: low density lipoprotein, lipoproteínas de baja densidad; LPL: lipoprotein lipase, lipoproteína lipasa; QM: quilomicrones; VLDL: very low density lipoprotein, lipoproteínas de muy baja densidad


373



CIRCULACIÓN ENTEROHEPÁTICA

La circulación enterohepática de los AB es una de las rutas de reciclado más eficientes en el organismo. Es un proceso com-plejo donde están relacionadas muchas proteínas transporta-doras y cuya función es transportar los AB desde el intestino delgado a la circulación portal; desde la circulación portal al hepatocito; del hepatocito a la bilis; y finalmente desde la ve-sícula biliar de nuevo al intestino (Figura 6).

La bilis

La bilis está compuesta principalmente por AB (67%), coles-terol (5%), fosfolípidos (22%), bilirrubina, trazas de proteínas y electrolitos como Na+, K+, Ca2+, Cl– y HCO

3–(77).

Normalmente, el volumen de bilis que se secreta puede al-canzar los 600 mL por día (Figura 1). El 35% del volumen de bilis secretada al intestino (~ 220 mL) es dependiente de la secreción y disponibilidad de AB, por lo que se denomina la fracción canalicular dependiente de AB (BADFc)(78). El resto del contenido independiente de la fuerza osmótica ejercida por los AB (~ 40% en el ser humano)(79) se denomina fracción ca-nalicular independiente de AB o BAIFc y varía mucho de unas especies a otras(80). Por lo tanto, el volumen de bilis segregado desde el hepatocito al canalículo biliar es dependiente de la disponibilidad de AB existentes en el medio.

Los ácidos biliares

Los AB son sintetizados en el hígado, forman ácido cólico (31%) y quenodesoxicólico (45%) (AB primarios) y son los más abundantes de la bilis humana. Estos AB primarios, que se for-man a partir del colesterol hepático mediante la denominada síntesis de novo, se conjugan tanto con glicina como con tauri-na formando los AB conjugados. Estos últimos son transporta-dos hacia el polo canalicular del hepatocito y secretados hacia la bilis en contra de gradiente de concentración mediante la acción de una bomba de flujo de sal biliar (BSEP, bile salt ex-port protein)(81) (Figura 6). En la vesícula biliar se almacenan hasta que la colecistocinina (hormona segregada tras la ingesta de alimentos por el intestino delgado) provoca la contracción de la musculatura lisa de la vesícula y, como consecuencia, la liberación de su contenido al duodeno. Es en el duodeno donde las bacterias intestinales (íleon y colon) desconjugan o deshi-droxilan los AB, convirtiéndolos en AB secundarios (el DCA y el ácido litocólico [LCA] principalmente)(82).

Los AB secundarios han adquirido importancia porque pare-cen estar relacionados con diferentes patologías intestinales. El aumento de la concentración de los AB totales en la luz intesti-nal, especialmente los secundarios, por trastornos del metabo-lismo, causa daño a nivel de la mucosa de todo el tracto digesti-vo. Esto reafirma su efecto citotóxico sobre la mucosa del colon. Existe un consenso a nivel mundial acerca de la asociación entre el aumento de los niveles elevados de AB totales y secundarios y la aparición de inflamación de la mucosa del colon, pólipos y cáncer colorrectal(83) –de este último se hablará más adelante.

Una vez en el íleon distal, los AB son recaptados eficiente-mente (hasta un 95%) por un receptor específico, el transporta-dor apical de AB dependiente de sodio (ASBT, apical sodium-dependent bile salt transporter) o por difusión pasiva(84). Una vez dentro del enterocito, los AB son transportados ligados a una proteína transportadora, la proteína ileal de unión a AB (IBABP, ileal bile acid binding protein), que protege a la célu-la de los efectos citotóxicos de los AB(85), aunque algunos au-tores creen que la función de esta proteína no es del todo defi-nitiva(86). Los AB salen del enterocito gracias al transportador MRP3 (multidrug resistance-associated protein 3), proteína relacionada con la resistencia a múltiples fármacos 3 y tam-bién a un heterodímero denominado transportador de solutos orgánicos (OSTalpha-OSTbeta, organic solute transporter), que se encuentra en la membrana basolateral del epitelio del íleon, además de en el hígado y el riñón(87) (Figura 6).

A través de la vía porta, los AB alcanzan el hígado, donde son recaptados por un cotransportador polipeptídico de taurocolato dependiente de sodio (NTCP, sodium-dependent taurocholate cotransport peptide) ubicado en el polo sinusoidal del hepato-cito. Existen estudios hoy en día que apuntan a la participación de una familia de transportadores en la absorción de AB por parte del hígado, los polipéptidos transportadores de aniones orgánicos (OATP, organic anion transporting polypeptides). Parece que son los responsables de la captación de la mayoría de los AB no conjugados de la sangre portal, aunque la capta-ción de forma independiente del sodio de AB no conjugados se podría explicar por difusión pasiva (Figura 6).

Una vez los AB alcanzan el hígado, son secretados de los he-patocitos por miembros de la familia de los MRP situados en su membrana basolateral (MRP3 y MRP4)(88) y son nuevamente se-cretados hacia la bilis mediante el BSEP(81) o bien por MRP2(89). Esto completaría su circulación enterohepática (Figura 6).

El 95% de los AB son recaptados mediante esta vía, elimi-nándose tan sólo el 5% por las heces en cada ciclo en condicio-nes normales. Cada AB podría completar de 4 a 12 ciclos entre el hígado y el intestino por día(90), dependiendo de la dieta y la especie, e incluso puede variar dentro de un mismo individuo

374




Colesterol libre,AB y PL

Bilis

Colesterol

ABCG5/G8 BSEP MDR2/3

PL

ColesterolNTCP

HMG-CoAR

H epatocito

VLDL

QMr

QMQMColesterolesterificado

AB

Enterocito íleon

AB

AB

Enterocito Yeyuno

RLDLIDL,LDL

HDLSRBI

AB

OATP

ABconjugados

AB PL

ACAT2

IBABP

OST�/�ASBT

MTP

ABCA1ABCG5/G8

Colesteroldescamación

Ácidos biliares

Colesterol

Colesterolbiliar

Colesteroldieta

NPC1L1

SRBI

LRP

Figura 6. Resumen de la absorción del colesterol y la circulación enterohepática de los ácidos biliares. El colesterol contenido en la dieta se une al colesterol procedente de la secreción biliar y la descamación intestinal, siendo absorbido tras su inclusión en micelas mixtas, especialmente en el yeyuno, gracias, principalmente, al transportador NPC1L1. Una vez dentro del enterocito, el colesterol se esterifica gracias a la enzima ACAT2, pudiendo de este modo integrarse en los quilomicrones mediante la acción de la MTP. Estos quilomicrones son secretados a la linfa, desde donde alcanzan la circulación sanguínea y son metabolizados en sucesivas reacciones cambiando su composición y convirtiéndose en quilomicrones remanentes que pueden ser captados por el hepatocito mediante el LRP. Del mismo modo, desde las lipoproteínas circulantes, el hígado es capaz de captar colesterol mediante receptores específicos como el RLDL y el SRBI. Este colesterol se une al sintetizado de novo por el hepatocito mediante la HMG-CoAR. Parte de este colesterol será destinado a la síntesis de VLDL, parte será utilizada para la síntesis de ácidos biliares y de membranas y otra parte se secreta a la bilis junto a ácidos biliares y fosfolípidos mediante el heterodímero ABCG5/G8. Los ácidos biliares, por su parte, serán reabsorbidos desde el íleon mediante el transportador ASBT. Una vez dentro del enterocito, se unen a la IBABP para ser expulsados fuera del enterocito a la circulación mediante la OSTα/β. El hepatocito capta los ácidos biliares conjugados mediante el trans-portador NTCP, incorporándose al resto de ácidos biliares provenientes de la síntesis de novo del hepatocito. Los ácidos biliares y los fosfolípidos son secretados a la bilis mediante el BSEP y el MDR2/3, respectivamente. Desde la vesícula biliar tanto el colesterol como los ácidos biliares y los fosfolípidos serán secretados al lumen intestinal, donde se reinicia el ciclo. AB: ácido biliar; ABCA1: ATP-binding cassette, subfamily A, member 1, casete de unión a ATP subfamilia A miembro 1; ACAT: acilcoenzima A:colesterol aciltransferasa; ASBT: apical sodium-dependent bile salt transporter, transportador apical de AB dependiente de sodio; BSEP: bile salt export protein, bomba de flujo de sal biliar; HDL: high density lipoprotein, lipoproteínas de alta densidad; HMG-CoAR: β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA reductasa; IBABP: ileal bile acid binding protein, proteína ileal de unión a AB; IDL: intermediate-density lipoprotein, lipoproteínas de densidad intermedia; LDL: low density lipoprotein, lipoproteínas de baja densidad; LRP: LDL receptor like protein, proteína relacionada con el receptor para las LDL; MDR: multidrug-efflux transporter ; MTP: pro-teína microsomal transportadora de triglicéridos; NPC1L1: Niemann-Pick C-1 like-1; NTCP: sodium-dependent taurocholate cotransport peptide, cotransportador polipeptídico de taurocolato dependiente de sodio; OATP: organic anion transporting polypeptides, polipéptidos transportadores de aniones orgánicos; OST: organic solute transporter, transportador de solutos orgánicos; PL: fosfolípidos; QM: quilomicrones; QMr: remanentes de quilomicrones; RLDL: receptor para las LDL; SRBI: scavenger receptor class B type I, receptor scavenger clase B tipo I; VLDL: very low density lipoprotein, lipoproteínas de muy baja densidad.


375



de un día para otro (Lindstedt et al., 1965). Debido a esta efi-caz recirculación, solamente una pequeña de cantidad de AB proviene de la denominada síntesis de novo en el hepatocito.

Síntesis de novo de los ácidos biliares

Los pasos necesarios para la síntesis de los AB incluyen: 7α-hidroxilación del colesterol, modificaciones de la estructura anular, oxidación y acortamiento de la cadena lateral, y conju-gación del AB con un aminoácido. En este proceso participan 17 enzimas, aunque el orden en la ruta biosintética es desco-nocido por el momento. Estos procesos consiguen incrementar gradualmente la hidrofilidad de los intermediarios, hasta con-seguir moléculas excepcionalmente solubles en agua(82).

Existen dos rutas de síntesis de AB a partir de colesterol, una llamada neutra (también conocida como clásica) y otra ácida (también llamada alternativa o mitocondrial). La enzi-ma limitante de la ruta neutra es la colesterol 7α-hidroxilasa (CYP7A1), y la de la ruta clásica es la esterol 27α-hidroxilasa mitocondrial (CYP27A1) (Figura 7).

En la ruta neutra las modificaciones incluyen la saturación del doble enlace, la epimerización del grupo 3β-hidroxilo e hi-droxilaciones en las posiciones 7α y 12α, tras lo cual ocurre la oxidación de la cadena lateral, cuyos productos finales son el ácido cólico y el ácido quenodesoxicólico. En la ruta ácida, la oxidación de la cadena lateral precede a la modificación de la estructura anular, y su producto final es el DCA(85) (Figura 7). Las enzimas CYP27A1 y CYP7B1 se expresan en varios teji-dos, pero sólo el hígado tiene el equipo completo de enzimas biosintéticas de AB. Por lo tanto, los metabolitos oxidados de esta ruta que se sintetizan en los tejidos periféricos deben ser transportados al hígado para ser convertidos en AB(85).

En cuanto a la contribución relativa de las dos rutas al cómpu-to total de la síntesis de AB, la ruta neutra, que es la principal, está altamente regulada bajo condiciones fisiológicas, mientras que la ruta ácida contribuye muy poco a la síntesis total de AB bajo condiciones normales en el humano. En enfermedades he-páticas, la importancia de la ruta ácida puede variar(85).

Los AB más abundantes de la bilis humana son el ácido quenodeoxicólico (45%) y el ácido cólico (31%), que son los denominados AB primarios.

Regulación de la circulación enterohepática

Como se ha explicado anteriormente, existen transportadores específicos situados en el hígado y el intestino que son de vital

importancia en la circulación enterohepática de los AB. Éstos se encargan de preservar una cantidad concreta de AB cir-cundantes para que exista una correcta circulación de la bilis, y de mantener una homeostasis entre el colesterol y los AB. Los dos procesos principales en la circulación enterohepáti-ca son la absorción intestinal y la secreción hepática. En la regulación a corto plazo, parece que el hepatocito posee una capacidad de aumentar la disponibilidad de transportadores de sales biliares, desde los depósitos intracelulares a la membrana plasmática(91). Además, la cantidad de BSEP en la membrana canalicular es proporcional al grado de hidrofobicidad de las sales biliares(92).

En la regulación a largo plazo, la circulación enterohepática está controlada a nivel transcripcional, sobre todo por LXRα y FXR ( farnesoid X receptor, receptor X de farnesoides). El aumento de AB produce una inhibición de los mecanismos de absorción y una activación de los mecanismos de secreción pa-ra evitar la acumulación intracelular de AB. Por ello, se inhi-ben los transportadores encargados de la absorción de AB, co-mo NTCP (en el hígado) y ABST (en el íleon) y se activan los transportadores implicados en la secreción de AB como BSEP y MRP2 (en el hígado) e IBABP y OSTα/β (en el íleon).

Este aumento de AB en el medio produce un efecto de esti-mulación sobre el receptor nuclear FXR, que induce una acti-vación del SHP (short heterodimer partner). El SHP produce un bloqueo en el efecto estimulatorio del heterodímero RAR/RXR (retinoic acid receptor/retinoic X receptor, receptor del ácido retinoico/receptor X del retinoico) sobre el NTCP (ab-sorción de AB en el hígado) y ASBT (reabsorción de AB en el enterocito) (Figura 8). También se produce una disminución de algunos miembros de la familia de OATP(93).

La secreción de AB del hígado al canalículo biliar se regula vía su transportador más importante, el BSEP. Esta regulación se produce de forma muy similar al NTCP, por la cantidad de AB existentes en el medio (vía FXR). El HNF4α también pro-duce una activación de la expresión del BSEP(94).

En el intestino, la reabsorción de AB se produce por el ASBT. Este transportador es dependiente del factor HNF1α (Shih et al., 2001), y su expresión se ve aumentada por acción del PPARα (95). Además, se ha visto que la inhibición de ASBT produce una disminución de colesterol plasmático(96).

Existe un mecanismo por el cual la cantidad de colesterol intestinal regula la absorción de AB, donde participa el LXRα. Cuando se produce un aumento de colesterol en el enterocito, los oxisteroles (ligandos naturales de LXRα) se unen a él y lo activan, lo que produce una inhibición del SREBP2. Éste, a su vez, inhibe al ASBT, por lo que disminuye la captación de AB en el enterocito. La disminución de circulación de AB

376




produce una activación de la enzima limitante de síntesis de AB, Cyp7A1, que a su vez está produciendo un catabolismo del colesterol (ya que entra a la ruta de AB) y así mantiene una ho-meostasis entre el colesterol y AB en la bilis(97). Por otro lado,

el FXR produce una disminución de la expresión de CyP7A1 en el hígado(98) y por el PPARα(99).

El IBABP y OSTα/β están involucrados en el transporte dentro del enterocito y la salida por la región basolateral de la

Cyp27

RUTA NEUTRA RUTA ÁCIDA

Cyp7B1

Cyp7A1

Cyp8B

Cyp27Cyp27

Ácido cólico Ácido quenodesoxicólico

21 2223 27

2625242017

16

1514

13

181211

9

8

76

54HO

HO

HO

HO HO

HO

HO

OH

OH OH

OHO

OH

OH OH

OH CH2OH CH

2OH

COOH

OH OH

OH OH

COOHOH

O

O O

HO

HO

COO–

COO–

COO–

CH2OH

21 19

10

Figura 7. Rutas de síntesis de ácidos biliares(136). Cyp7A1: colesterol 7α-hidroxilasa; Cyp7B1: oxysterol 7α-hidroxilasa; Cyp8B: esterol 12 α-hidroxi-lasa; Cyp27: CYP27A1, esterol 27-hidroxilasa.


377



célula para que los AB puedan incorporarse a la circulación portal. Éstos están regulados por la cantidad de AB presente (vía FXR) y también por el factor LXRα. El papel de los esteroles en estas vías no está del todo claro y está en estudio(93).

En la Tabla 4, se resumen los factores de transcripción que actúan sobre los transpor-tadores específicos de la circulación entero-hepática de AB.

FORMACIÓN DE CÁLCULOS BILIARES

La formación de cálculos biliares es debida a una pérdida de la homeostasis entre los componentes principales de la bilis, el co-lesterol, los AB y los fosfolípidos. Son una mezcla sólida de cristales de colesterol, mucina, bilirrubinato cálcico y proteínas. Atendiendo a su composición, los cálculos se clasifican en:

1. Cálculos de colesterol (más del 70% de su peso es colesterol).

2. Cálculos pigmentarios (más del 80% de su peso está formado por bilirrubinato cálcico).

3. Mixtos (compuestos de colesterol y pigmentos).

El cálculo biliar más frecuente en las po-blaciones de las sociedades occidentales es el de colesterol.

Según Admirand et al., debido a que el colesterol es una molécula prácticamente insoluble en el agua, la presencia de sales biliares y fosfatidilcolina en la bilis es fundamental para mantener en disolución al colesterol biliar(100). Estos mismos autores describieron por primera vez el diagrama triangular que representa la contribución relativa de cada componente de la bilis, de la que depende la precipitación del colesterol biliar en forma de cristales (Figura 9).

Los tres ejes del triángulo representan la concentración de los tres componentes de la bilis que afectan a la solubilidad del colesterol. Cuando los niveles de fosfolípidos aumentan, el colesterol puede solubilizarse en vesículas junto a los fosfo-lípidos, siendo la incidencia de cristales muy baja. La bilis de pacientes con cálculos biliares siempre se encuentra en zonas de 2 fases (cristales + micelas) y 3 fases (cristales + vesículas + micelas). Una bilis sobresaturada en colesterol y rica en AB

hidrofóbicos se situará en las zonas de formación de cristales, mientras que si se enriquece en AB hidrofílicos se situará en las zonas libres de cristales (Figura 9).

En condiciones fisiológicas, la solubilización del colesterol biliar se logra formando complejos moleculares donde se aso-cian estos tres lípidos, en relaciones de concentración defini-das, que le dan estabilidad en una disolución acuosa. Estos complejos moleculares son denominados micelas mixtas (sa-les biliares + fosfatidilcolina + colesterol) y vesículas o liposo-mas (fosfatidilcolina + colesterol) (Figura 9).

El fluido biliar es más estable cuando el colesterol presente es solubilizado en micelas mixtas. Cuando existe un exceso relativo de colesterol en la bilis, ésta se vuelve inestable, siendo las micelas mixtas más ricas en colesterol y favoreciendo la colelitiasis biliar.

En estas condiciones el colesterol tiende a salir de una fase soluble estable a una fase insoluble inestable, provocando su

BSEP

Apical

OSTα/β

Ácidos biliares

Excreción de ácidos biliares

FXR

SHP

Basolateral

IBABP

Intracelular

MRP2

NTCP

Hepatocitos Enterocitos

ASBT

Apical

Basolateral Apical

+

+ +

+

AB

– –

AB

AB

AB AB

AB

Figura 8. Mecanismo de regulación de los ácidos biliares (vía FXR) sobre los transportado-res que participan en la circulación enterohepática en el hígado y el intestino(93). AB: ácidos biliares; ASBT: apical sodium-dependent bile salt transporter, transportador apical de AB de-pendiente de sodio; BSEP: bile salt export protein, bomba de flujo de sal biliar; FXR: farnesoid X receptor, receptor X de farnesoides; IBABP: ileal bile acid binding protein, proteína ileal de unión a AB; MRP2: multidrug resistance-associated protein 2; NTCP: sodium-dependent tau-rocholate cotransport peptide, cotransportador polipeptídico de taurocolato dependiente de sodio; SHP: short heterodimer partner.

378




precipitación o nucleación, y produciéndose pequeños crista-les o microcálculos visibles por microscopía óptica. Esta fase puede estar favorecida por mayores niveles de saturación del colesterol biliar (por una mayor secreción de colesterol a la bilis o por una hiposecreción de AB), mayor retención de la bilis inestable en la vesícula (como en el ayuno prolongado), proteínas que promueven cristalización del colesterol (mucina o mucus secretado por el epitelio biliar, IgG, IgA, IgM, etc.), disminución del volumen de la bilis o aumento de insulina plas-mática. Además, para formar cálculos visibles macroscópica-mente, estos cristales de colesterol deben crecer y agregarse de forma progresiva. Esta fase de crecimiento es de velocidad muy variable y puede llevar semanas, meses e incluso años.

PATOLOGÍAS RELACIONADAS CON LOS ÁCIDOS BILIARES

Inflamación intestinal y ácidos biliares

Algunos estudios han relacionado una acción antiinflamatoria con el ácido ursodesoxicólico (UDCA) in vivo en ratas, provo-cando la reducción de la permeabilidad intestinal y del estrés oxidativo(101). Por otro lado, otros AB, como el DCA, parecen tener un efecto proinflamatorio mediante la inducción de IL-8 y NF-κB en células HT29(102).

Cáncer y ácidos biliares

Existe evidencia, cada vez más creciente, de una relación entre los trastornos del metabolismo de los AB y tumores gastrointes-tinales(103), y más frecuentemen-te con el cáncer colorrectal(104), como ocurre en los pacientes con litiasis vesicular. En dichos pacientes se observa una mayor proporción de AB secundarios en la bilis duodenal y, a su vez, mayor absorción colónica de aquéllos(105). Los pacientes con adenomas y carcinomas colo-rrectales poseen una alta con-centración de AB secundarios fecales y sanguíneos(106).

El DCA y el LCA son los AB secundarios principales del or-ganismo y se forman en el colon como metabolitos bacterianos de los AB primarios. Sin em-bargo, el LCA se absorbe mucho menos en el colon que el DCA. Otro AB secundario, que nor-malmente se detecta en muy pe-queñas cantidades (1-3%), es el UDCA, un estereoisómero del quenodesoxicolato. En ratones además, el ácido quenodesoxi-cólico es transformado en ácido muricólico, que se conjuga ex-clusivamente con taurina(107).

Tabla 4. REGULACIÓN TRANSCRIPCIONAL DE TRANSPORTADORES ESPECÍFICOS DE LA CIRCULACIÓN ENTEROHEPÁTICA DE LOS ÁCIDOS BILIARES(93)

Factor de transcripción

Ligandos Efecto de transportadores

Mecanismos fisiológicos

FXR AB IBABP (+)

BSEP (+)

OATP1B3 (+)

OSTα/β (+)

Aumenta la secreción de AB

SHP — Disminuye el transporte de AB a la célula

PPARα Ácidos grasos Aumenta la absorción intestinal de AB

LXRα Oxisteroles IBABP (+)

OSTα/β (+)

?

HNF1α — NTCP

OATP1a1

OATP1a4

ASBT

Importante como promotor de la actividad

basal

HNF4α — OATP1 Importante como promotor de la actividad

basal

GR Glucocorticoides ASBT (+)

NTCP (+)

Aumenta la captación de sodio dependiente

de AB

RAR Retinoides ASBT (+)

NTCP (+)

Aumenta la captación de sodio dependiente

de AB

VDR Vitamina D ASBT (+) Aumenta la captación de sodio dependiente

de AB por parte del íleon

AB: ácidos biliares; ASBT: apical sodium-dependent bile salt transporter, transportador apical de AB dependiente de sodio; BSEP: bile salt export protein, bomba de flujo de sal biliar; FXR: farnesoid X receptor, receptor X de farnesoides; GR: receptor de glucocorticoides; HNF: hepatocyte nuclear factor, factor nuclear del hepatocito; IBABP: ileal bile acid binding protein, proteína ileal de unión a AB; LXR: liver X receptor, receptor X hepático; NTCP: sodium-dependent taurocholate cotransport peptide, cotransportador polipeptídico de taurocolato dependiente de sodio; OATP: organic anion transporting polypeptides, polipéptidos transportadores de aniones orgánicos; OST: organic solute transporter, transportador de solutos orgánicos; PPAR: peroxisome proliferator-activated receptor, receptor activado por proliferadores de peroxisomas; RAR: receptor de ácido retinoico; VDR: receptor de vitamina D


379



La distribución geográfica de la colelitiasis y el carcinoma de colon son similares. Se documenta una incidencia mundial de cáncer de colon cada vez más alta. Asimismo, los facto-res patogénicos, dietéticos y químicos son comunes, lo cual condujo a plantear, en estudios independientes, la hipótesis de que una degradación anormal de los AB elevados en las heces fecales por las bacterias colónicas puede ser responsable de las afecciones de la mucosa colónica(108).

Existen estudios novedosos que indican que los marcado-res de actividad del agua fecal se ven afectados por compo-nentes específicos de la dieta asociados a riesgo de cáncer colorrectal. La carne roja, los ácidos grasos saturados, los AB, o los ácidos grasos libres se asocian con un incremento en la toxicidad del agua fecal, mientras que ocurre lo contra-rio para el calcio, los probióticos y los prebióticos(109). Una modificación del estilo de vida (dieta equilibrada, evitar el tabaco y el alcohol o mantener una actividad física diaria moderada) podría prevenir el cáncer colorrectal hasta en un 50% de los casos(110).

Una dieta rica en grasas es un gran estímulo para la secreción masiva de AB, por lo que muchas investigaciones al respecto están orientadas al estudio de los efectos de AB secundarios (DCA y LCA) en la proliferación celular del epitelio, la apop-tosis y la mutagénesis.

La capacidad de los AB para inducir apoptosis se ha rela-cionado con su capacidad hidrofóbica, por lo que los AB no conjugados, como DCA y CDCA, serían los mayores induc-tores de este efecto(111-113). Se han postulado diferentes me-canismos para explicar este efecto proapoptótico, como el aumento de permeabilidad de la membrana mitocondrial(114); alteraciones en la proteincinasa C(115); o activación de NF-κB y AP-1(116). A pesar de estas observaciones, cabe destacar que las células epiteliales pueden desarrollar resistencia a apoptosis inducida por DCA, que se alcanza parcialmente vía óxido nítrico(117). Esto resultaría en una selección de cé-lulas transformadas (debido a la incapacidad apoptótica) y finalmente en el desarrollo de un tumor. Además, el hecho de que se produzca una disminución en la expresión de FXR corrobora aún más la relación de los AB y el cáncer colorrec-tal(118). Además, los AB pueden ejercer un efecto directo en la tumorigénesis. Es conocido el efecto genótoxico que posee el DCA, que tiene capacidad de supresión de p53 o inducción de estrés oxidativo(119).

Por otro lado, existen AB, como el UDCA, que inhiben la proliferación celular y tienen capacidad de arresto del ciclo ce-lular en otro tipo de cánceres como leucemia de linfocitos T(112). En estudios in vivo en humanos, se ha observado que el UDCA es capaz de ejercer una acción preventiva en la mortalidad por cáncer colorrectal(120).

BIBLIOGRAFÍA

1. Vance DE, Van den Bosch H. Cholesterol in the year 2000. Biochim Biophys Acta 2000; 15: 1529: 1-8.

2. Molina MT, Vázquez CM, Gutiérrez VR. Metabolismo del colesterol y su regulación a nivel hepático e intestinal. Grasas y Aceites 1991; 42: 298-308.

3. Martínez MJ, Espinosa-García MT, Maldonado G, Uribe A, Flores O, Milán R, et al. El colesterol es esencial en el desa-rrollo embrionario y en el crecimiento celular. Rev Fac Med UNAM 2001; 44: 168-76.

4. Wang DQ. Regulation of intestinal cholesterol absorption. Annu Rev Physiol 2007; 69: 221-48.

5. Hui DY, Howles PN. Molecular mechanisms of cholesterol absorption and transport in the intestine. Semin Cell Dev Biol 2005; 16: 183-92.

6. Naito T, Kuroki S, Chijiiwa K, Tanaka M. Bile Acid Synthesis and Biliary Hydrophobicity during Obstructive Jaundice in Rats. J Surg Res 1996; 65: 70-6.

7. Hauser H, Dyer JH, Nandy A, Vega MA, Werder M, Bieliaus-kaite E, et al. Identification of a receptor mediating absorption

% SALES BILIARES

1 fase líquida (micelar)

% C

OLE

STE

RO

L

% LE

CITIN

A

2 fases

cristales+

líquido

2 fases

líquidocristal

+líquido

3 fases

cristal+

líquidocristal

+líquido

Figura 9. Representación esquemática del diagrama de concentración de ácidos biliares, colesterol y fosfolípidos, que representa las diferen-tes formas de solubilización y/o precipitación del colesterol biliar.

380




of dietary cholesterol in the intestine. Biochemistry 1998; 37: 17843-50.

8. Mardones P, Quinones V, Amigo L, Moreno M, Miquel JF, Schwarz M, et al. Hepatic cholesterol and bile acid metabolism and intestinal cholesterol absorption in scavenger receptor class B type I-deficient mice. J Lipid Res 2001; 42: 170-80.

9. Altmann SW, Davis HR Jr, Yao X, Laverty M, Compton DS, Zhu LJ, et al. The identification of intestinal scavenger recep-tor class B, type I (SR-BI) by expression cloning and its role in cholesterol absorption. Biochim Biophys Acta 2002; 1580: 77-93.

10. Altmann SW, Davis HR Jr, Zhu LJ, Yao X, Hoos LM, Tet-zloff G, et al. Niemann-Pick C1 Like 1 protein is critical for intestinal cholesterol absorption. Science 2004; 303: 1201-4.

11. Chen HC. Molecular mechanisms of sterol absorption. J Nutr 2001; 131: 2603-5.

12. Ory DS. Nuclear receptor signaling in the control of choles-terol homeostasis: have the orphans found a home? Circ Res 2004; 95: 660-70.

13. Mulligan JD, Flowers MT, Tebon A, Bitgood JJ, Wellington C, Hayden MR, et al. ABCA1 is essential for efficient basolateral cholesterol efflux during the absorption of dietary cholesterol in chickens. J Biol Chem 2003; 278: 13356-66.

14. Kumar NS, Mansbach CM. Determinants of triacylglycerol transport from the endoplasmic reticulum to the Golgi in in-testine. Am J Physiol 1997; 273: G18-30.

15. Kumar NS, Mansbach CM. Prechylomicron transport vesicle: isolation and partial characterization. Am J Physiol 1999; 276: G378-86.

16. Sabesin SM, Frase S. Electron microscopic studies of the as-sembly, intracellular transport, and secretion of chylomicrons by rat intestine. J Lipid Res 1977; 18: 496-511.

17. Repa JJ, Turley SD, Lobaccaro JA, Medina J, Li L, Lustig K, et al. Regulation of absorption and ABC1-mediated efflux of cholesterol by RXR heterodimers. Science 2000; 289: 1524-9.

18. Dietschy JM, Turley SD, Spady DK. Role of liver in the main-tenance of cholesterol and low density lipoprotein homeosta-sis in different animal species, including humans. J Lipid Res 1993; 34: 1637-59.

19. Freeman M, Ekkel Y, Rohrer L, Penman M, Freedman NJ, Chisolm GM, et al. Expression of type I and type II bovine scavenger receptors in Chinese hamster ovary cells: lipid droplet accumulation and nonreciprocal cross competition by acetylated and oxidized low density lipoprotein. Proc Natl Acad Sci U S A 1991; 88: 4931-5.

20. Endemann G, Stanton LW, Madden KS, Bryant CM, White RT, Protter AA. CD36 is a receptor for oxidized low density lipoprotein. J Biol Chem 1993; 268: 11811-6.

21. Ramprasad MP, Fischer W, Witztum JL, Sambrano GR, Que-henberger O, Steinberg D. The 94- to 97-kDa mouse macro-phage membrane protein that recognizes oxidized low density lipoprotein and phosphatidylserine-rich liposomes is identical to macrosialin, the mouse homologue of human CD68. Proc Natl Acad Sci U S A 1995; 92: 9580-4.

22. Von Eckardstein A, Nofer JR, Assmann G. High density li-poproteins and arteriosclerosis. Role of cholesterol efflux and reverse cholesterol transport. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001; 21: 13-27.

23. Alrefai W, Annaba F, Sarwar Z, Dwivedi A, Saksena S, Singla A, et al. Modulation of human Niemann-Pick C1 like 1 gene expression by sterol: role of sterol regulatory element binding protein-2. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2006; 279: G369-G76.

24. Duval C, Touche V, Tailleux A, Fruchart JC, Fievet C, Clavey V, et al. Niemann-Pick C1 like 1 gene expression is down-regulated by LXR activators in the intestine. Biochem Biophys Res Commun 2006; 340: 1259-63.

25. Malerod L, Juvet LK, Hanssen-Bauer A, Eskild W, Berg T. Oxysterol-activated LXRalpha/RXR induces hSR-BI-pro-moter activity in hepatoma cells and preadipocytes. Biochem Biophys Res Commun 2002; 299: 916-23.

26. Repa JJ, Berge KE, Pomajzl C, Richardson JA, Hobbs H, Mangelsdorf DJ. Regulation of ATP-binding cassette sterol transporters ABCG5 and ABCG8 by the liver X receptors al-pha and beta. J Biol Chem 2002; 277: 18793-800.

27. Venkateswaran A, Laffitte BA, Joseph SB, Mak PA, Wilpitz DC, Edwards PA, et al. Control of cellular cholesterol efflux by the nuclear oxysterol receptor LXR alpha. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97: 12097-102.

28. Repa JJ, Turley SD, Lobaccaro JA, Medina J, Li L, Lustig K, et al. Regulation of absorption and ABC1-mediated efflux of cholesterol by RXR heterodimers. Science 2000; 289: 1524-9.

29. Schwartz K, Lawn RM, Wade DP. ABC1 gene expression and ApoA-I-mediated cholesterol efflux are regulated by LXR. Biochem Biophys Res Commun 2000; 274: 794-802.

30. Chawla A, Boisvert WA, Lee CH, Laffitte BA, Barak Y, Jo-seph SB, et al. A PPAR gamma-LXR-ABCA1 pathway in macrophages is involved in cholesterol efflux and atherogen-esis. Mol Cell 2001; 7: 161-71.

31. Chinetti G, Lestavel S, Bocher V, Remaley AT, Neve B, Torra IP, et al. PPAR-alpha and PPAR-gamma activators induce cho-lesterol removal from human macrophage foam cells through stimulation of the ABCA1 pathway. Nat Med 2001; 7: 53-8.

32. Sato R, Miyamoto W, Inoue J, Terada T, Imanaka T, Mae-da M. Sterol regulatory element-binding protein negatively


381



regulates microsomal triglyceride transfer protein gene tran-scription. J Biol Chem 1999; 274: 24714-20.

33. Song BL, Wang CH, Yao XM, Yang L, Zhang WJ, Wang ZZ, et al. Human acyl-CoA:cholesterol acyltransferase 2 gene ex-pression in intestinal Caco-2 cells and in hepatocellular carci-noma. Biochem J 2006; 394: 617-26.

34. Shand JH, West DW. Coordinate diurnal variations in the activ-ities of cholesterol-metabolizing enzymes in the rat mammary gland. Biochemical Society Transactions 1989; 17: 1081-2.

35. Szanto A, Ruys J, Balasubramaniam S. Coordinate diurnal regulation of hepatic acyl-coenzyme A: cholesterol acyltrans-ferase and cellular levels of esterified cholesterol. Biochim Biophys Acta 1994; 1214: 39-42.

36. Krieger M. The “best“ of cholesterols, the “worst” of choles-terols: a tale of two receptors. Proc Natl Acad Sci U S A 1998; 95: 4077-80.

37. Olson RE. Discovery of the lipoproteins, their role in fat trans-port and their significance as risk factors. J Nutr 1998; 128: 439S-43S.

38. Goldstein JL, Brown MS, Anderson RG, Russell DW, Schneider WJ. Receptor-mediated endocytosis: concepts emerging from the LDL receptor system. Annu Rev Cell Biol 1985; 1: 1-39.

39. Trigatti BL, Krieger M, Rigotti A. Influence of the HDL re-ceptor SR-BI on lipoprotein metabolism and atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2003; 23: 1732-8.

40. Acton SL, Kozarsky KF, Rigotti A. The HDL receptor SR-BI: a new therapeutic target for atherosclerosis? Mol Med Today 1999; 5: 518-24.

41. Fidge NH. High density lipoprotein receptors, binding pro-teins, and ligands. J Lipid Res 1999; 40: 187-201.

42. Rigotti A, Miettinen HE, Krieger M. The role of the high-density lipoprotein receptor SR-BI in the lipid metabolism of endocrine and other tissues. Endocr Rev 2003; 24: 357-87.

43. Rhainds D, Brissette L. The role of scavenger receptor class B type I (SR-BI) in lipid trafficking. defining the rules for lipid traders. Int J Biochem Cell Biol 2004; 36: 39-77.

44. Lasunción MA. El colesterol: biosíntesis, acciones y altera-ciones. Alimentación, Nutrición y Salud 2006; 13: 99-120.

45. Horton JD, Shimomura I, Brown MS, Hammer RE, Goldstein JL, Shimano H. Activation of cholesterol synthesis in prefer-ence to fatty acid synthesis in liver and adipose tissue of trans-genic mice overproducing sterol regulatory element-binding protein-2. J Clin Invest 1998; 101: 2331-9.

46. Horton JD, Shah NA, Warrington JA, Anderson NN, Park SW, Brown MS, et al. Combined analysis of oligonucleotide microarray data from transgenic and knockout mice identifies direct SREBP target genes. Proc Natl Acad Sci U S A 2003; 100: 12027-32.

47. Choi JW, Peffley DM. 3’-untranslated sequences mediate post-transcriptional regulation of 3-hydroxy-3-methylgluta-ryl-CoA reductase mRNA by 25-hydroxycholesterol. Bio-chem J 1995; 307: 233-8.

48. Gayen AK, Peffley DM. The length of 5’-untranslated leader sequences influences distribution of 3-hydroxy-3-methylglu-taryl-coenzyme A reductase mRNA in polysomes: effects of lovastatin, oxysterols, and mevalonate. Arch Biochem Bio-phys 1995; 322: 475-85.

49. Chambers CM, Ness GC. Translational regulation of hepatic HMG-CoA reductase by dietary cholesterol. Biochem Bio-phys Res Commun 1997; 232: 278-81.

50. Ness GC, Chambers CM. Feedback and hormonal regulation of hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reduc-tase: the concept of cholesterol buffering capacity. Proc Soc Exp Biol Med 2000; 224: 8-19.

51. Sever N, Song BL, Yabe D, Goldstein JL, Brown MS, DeBose-Boyd RA. Insig-dependent ubiquitination and degradation of mammalian 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase stimulated by sterols and geranylgeraniol. J Biol Chem 2003; 278: 52479-90.

52. Hampton RY, Gardner RG, Rine J. Role of 26S proteasome and HRD genes in the degradation of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase, an integral endoplasmic reticulum membrane protein. Mol Biol Cell 1996; 7: 2029-44.

53. Moriyama T, Sather SK, McGee TP, Simoni RD. Degradation of HMG-CoA reductase in vitro. Cleavage in the membrane domain by a membrane-bound cysteine protease. J Biol Chem 1998; 273: 22037-43.

54. Gil G, Faust JR, Chin DJ, Goldstein JL, Brown MS. Membrane-bound domain of HMG CoA reductase is required for sterol-en-hanced degradation of the enzyme. Cell 1985; 41: 249-58.

55. Mitchelhill KI, Stapleton D, Gao G, House C, Michell B, Katsis F, et al. Mammalian AMP-activated protein kinase shares structural and functional homology with the catalytic domain of yeast Snf1 protein kinase. J Biol Chem 1994; 269: 2361-4.

56. Dale S, Wilson WA, Edelman AM, Hardie DG. Similar sub-strate recognition motifs for mammalian AMP-activated protein kinase, higher plant HMG-CoA reductase kinase-A, yeast SNF1, and mammalian calmodulin-dependent protein kinase I. FEBS Lett 1995; 361: 191-5.

57. Corton JM, Gillespie JG, Hardie DG. Role of the AMP-acti-vated protein kinase in the cellular stress response. Curr Biol 1994; 4: 315-24.

58. Shapiro DJ, Rodwell VW. Regulation of hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase and cholesterol synthe-sis. J Biol Chem 1971; 246: 3210-6.

382




59. McNamara DJ, Quackenbush FW, Rodwell VW. Regulation of hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase. Developmental pattern. J Biol Chem 1972; 247: 5805-10.

60. Shefer S, Hauser S, Lapar V, Mosbach EH. Diurnal variation of HMG CoA reductase activity in rat intestine. J Lipid Res 1972; 13: 571-3.

61. Jurevics H, Hostettler J, Barrett C, Morell P, Toews AD. Diur-nal and dietary-induced changes in cholesterol synthesis cor-relate with levels of mRNA for HMG-CoA reductase. J Lipid Res 2000; 41: 1048-54.

62. Istvan ES, Deisenhofer J. Structural mechanism for statin in-hibition of HMG-CoA reductase. Science 2001; 292: 1160-4.

63. Lee JY, Carr TP. Dietary fatty acids regulate acyl-CoA:cho-lesterol acyltransferase and cytosolic cholesteryl ester hydro-lase in hamsters. J Nutr 2004; 134: 3239-44.

64. Smith JL, Rangaraj K, Simpson R, Maclean DJ, Nathanson LK, Stuart KA, et al. Quantitative analysis of the expression of ACAT genes in human tissues by real-time PCR. J Lipid Res 2004; 45: 686-96.

65. Pramfalk C, Davis MA, Eriksson M, Rudel LL, Parini P. Con-trol of ACAT2 liver expression by HNF1. J Lipid Res 2005; 46: 1868-76.

66. Chang CC, Chen J, Thomas MA, Cheng D, Del Priore VA, New-ton RS, et al. Regulation and immunolocalization of acyl-coen-zyme A: cholesterol acyltransferase in mammalian cells as stud-ied with specific antibodies. J Biol Chem 1995; 270: 29532-40.

67. Chang TY, Chang CC, Cheng D. Acyl-coenzyme A:choles-terol acyltransferase. Annu Rev Biochem 1997; 66: 613-38.

68. Martínez MJ, Hernández ML, Lacort M, Ochoa B. Regulation of rat liver microsomal cholesterol ester hydrolase by revers-ible phosphorylation. Lipids 1994; 29: 7-13.

69. Goldstein JL, Dana SE, Faust JR, Beaudet AL, Brown MS. Role of lysosomal acid lipase in the metabolism of plasma low density lipoprotein. Observations in cultured fibroblasts from a patient with cholesteryl ester storage disease. J Biol Chem 1975; 250: 8487-95.

70. Ghosh S, Natarajan R, Pandak WM, Hylemon PB, Grogan WM. Regulation of hepatic neutral cholesteryl ester hydrolase by hormones and changes in cholesterol flux. Am J Physiol 1998; 274: G662-8.

71. Natarajan R, Ghosh S, Grogan WM. Molecular cloning of the promoter for rat hepatic neutral cholesterol ester hydrolase: evidence for transcriptional regulation by sterols. Biochem Biophys Res Commun 1998; 243: 349-55.

72. Ghosh S, Natarajan R. Cloning of the human cholesteryl ester hydrolase promoter: identification of functional peroxisomal proliferator-activated receptor responsive elements. Biochem Biophys Res Commun 2001; 284: 1065-70.

73. Hernández ML, Martínez MJ, Ochoa B. Role of adenine nu-cleotides in the activation of microsomal cholesterol ester hy-drolase by fructose or adenosine in rat hepatocytes. Biochimie 1996; 78: 26-32.

74. Hernández ML, Martínez MJ, Ruiz JI, Ochoa B. Stimulation of microsomal cholesterol ester hydrolase by glucagon, cyclic AMP analogues, and vasopressin in isolated rat hepatocytes. Lipids 1996; 31: 269-76.

75. Martínez MJ, Ruiz JI, Lacort M, Ochoa B. Diurnal variations of rat liver enzymes catalyzing cholesterol ester hydrolysis. Biochim Biophys Acta 1991; 1085: 106-11.

76. Tanaka M, Yonekura R, Iio T, Tabata T. A diurnal variation of hepatic acid cholesteryl ester hydrolase activity in the rat. Lipids 1985; 20: 46-8.

77. Esteller A. Physiology of bile secretion. World J Gastroenterol 2008; 14: 5641-9.

78. Erlinger S, Dhumeaux D, Berthelot P, Dumont M. Effect of inhibitors of sodium transport on bile formation in the rabbit. Am J Physiol 1970; 219: 416-22.

79. Erlinger S. Does Na+-K+ ATPase have any role in bile secre-tion? Am J Physiol 1982; 243: 243-7.

80. Boyer JL. Canalicular bile formation in the isolated perfused rat liver. Am J Physiol 1971; 221: 1156-63.

81. Meier PJ, Stieger B. Bile salt transporters. Annu Rev Physiol 2002; 64: 635-61.

82. Russell DW. The enzymes, regulation, and genetics of bile acid synthesis. Annu Rev Biochem 2003; 72: 137-74.

83. Piñol F, Romero LR, Paniagua M, Borbolla E, Oramas B, Cendán A. Lesiones histomorfológicas del colon en pacientes con ácidos biliares totales elevados en heces fecales. Rev Cu-bana Med 2006; 45.

84. Houten SM, Watanabe M, Auwerx J. Endocrine functions of bile acids. EMBO J 2006; 25: 1419-25.

85. Chiang JY. Regulation of bile acid synthesis: pathways, nucle-ar receptors, and mechanisms. J Hepatol 2004; 40: 539-51.

86. Kuipers F, Claudel T, Sturm E, Staels B. The Farnesoid X Receptor (FXR) as modulator of bile acid metabolism. Rev Endocr Metab Disord 2004; 5: 319-26.

87. Boyer JL, Trauner M, Mennone A, Soroka CJ, Cai SY, Moustafa T, Zollner G, Lee JY, Ballatori N. Upregulation of a basolateral FXR-dependent bile acid efflux transport-er OSTalpha-OSTbeta in cholestasis in humans and ro-dents. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2006; 290: 1124-30.

88. Rius M, Nies AT, Hummel-Eisenbeiss J, Jedlitschky G, Kep-pler D. Cotransport of reduced glutathione with bile salts by MRP4 (ABCC4) localized to the basolateral hepatocyte membrane. Hepatology 2003; 38: 374-84.


383



89. Trauner M, Boyer JL. Bile salt transporters: molecular char-acterization, function, and regulation. Physiol Rev 2003; 83: 633-71.

90. Wolkoff AW, Cohen DE. Bile acid regulation of hepatic phys-iology: I. Hepatocyte transport of bile acids. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2003; 284: 175-9.

91. Kipp H, Pichetshote N, Arias IM. Transporters on demand: intrahepatic pools of canalicular ATP binding cassette trans-porters in rat liver. J Biol Chem 2001; 276: 218-24.

92. Asamoto Y, Tazuma S, Ochi H, Chayama K, Suzuki H. Bile-salt hydrophobicity is a key factor regulating rat liver plas-ma-membrane communication: relation to bilayer structure, fluidity and transporter expression and function. Biochem J 2001; 359: 605-10.

93. Alrefai WA, Gill RK. Bile acid transporters: structure, func-tion, regulation and pathophysiological implications. Pharm Res 2007; 24: 1803-23.

94. Hayhurst GP, Lee YH, Lambert G, Ward JM, Gonzalez FJ. Hepatocyte nuclear factor 4alpha (nuclear receptor 2A1) is es-sential for maintenance of hepatic gene expression and lipid homeostasis. Mol Cell Biol 2001; 21: 1393-403.

95. Jung D, Fried M, Kullak-Ublick GA. Human apical sodium-dependent bile salt transporter gene (SLC10A2) is regulated by the peroxisome proliferator-activated receptor alpha. J Biol Chem 2002; 277: 30559-66.

96. Geyer J, Wilke T, Petzinger E. The solute carrier family SLC10: more than a family of bile acid transporters regarding function and phylogenetic relationships. Naunyn Schmiede-bergs Arch Pharmacol 2006; 372: 413-31.

97. Thomas C, Landrier JF, Gaillard D, Grober J, Monnot MC, Athias A, Besnard P. Cholesterol dependent downregulation of mouse and human apical sodium dependent bile acid trans-porter (ASBT) gene expression: molecular mechanism and physiological consequences. Gut 2006; 55: 1321-31.

98. Hyogo H, Roy S, Cohen DE. Restoration of gallstone suscep-tibility by leptin in C57BL/6J ob/ob mice. J Lipid Res 2003; 44: 1232-40.

99. Patel DD, Knight BL, Soutar AK, Gibbons GF, Wade DP. The effect of peroxisome-proliferator-activated receptor-alpha on the activity of the cholesterol 7 alpha-hydroxylase gene. Bio-chem J 2000; 351: 747-53.

100. Admirand WH, Small DM. The physicochemical basis of cholesterol gallstone formation in man. J Clin Invest 1968; 47: 1043-52.

101. Bernardes-Silva CF, Damiao AO, Sipahi AM, Laurindo FR, Iriya K, Lopasso FP, Buchpiguel CA, Lordello ML, Agostinho CL, Laudanna AA. Ursodeoxycholic acid ame-liorates experimental ileitis counteracting intestinal bar-

rier dysfunction and oxidative stress. Dig Dis Sci 2004; 49: 1569-74.

102. Lee DK, Park SY, Baik SK, Kwon SO, Chung JM, Oh ES, Kim HS. Deoxycholic acid-induced signal transduction in HT-29 cells: role of NF-kappa B and interleukin-8. Korean J Gastroenterol 2004; 43: 176-85.

103. Bernstein H, Bernstein C, Payne CM, Dvorak K. Bile acids as endogenous ethiologic agents in gastrointestinal cancer. World J Gastroenterol 2009; 15: 3329-40.

104. Chen YQ, Edwards IJ, Kridel SJ, Thornburg T, Berquin IM. Dietary fat-gene interactions in cancer. Cancer Metastasis Rev 2007; 26: 535-51.

105. Gafa M, Sarli L, Sansebastiano G, Longinotti E, Carreras F, Pietra N, et al. Prevention of colorectal cancer. Role of asso-ciation between gallstones and colorectal cancer. Dis Colon Rectum 1987; 30: 692-6.

106. Bayerdorffer E, Mannes GA, Richter WO, Ochsenkuhn T, Wiebecke B, Kopcke W, Paumgartner G. Increased serum deoxycholic acid levels in men with colorectal adenomas. Gastroenterology 1993; 104: 145-51.

107. Auwerx J. Improving metabolism by increasing energy ex-penditure. Nat Med 2006; 12: 44-51.

108. Giovannucci E, Colditz GA, Stampter MJ. A meta-analysis of cholecystectomy and risk of colorectal cancer. Gastroen-terology 1993; 105: 130-41.

109. Pearson JR, Gill C, Rowland I. Diet, fecal water, and co-lon cancer--development of a biomarker. Nutr Rev 2009; 67: 509-26.

110. Boursi B, Arber N. Current and future clinical strategies in colon cancer prevention and the emerging role of chemopre-vention. Curr Pharm Des 2007; 13: 2274-82.

111. Powell AA, LaRue JM, Batta AK, Martinez JD. Bile acid hy-drophobicity is correlated with induction of apoptosis and/or growth arrest in HCT116 cells. Biochem J 2001; 356: 481-6.

112. Fimognari C, Lenzi M, Cantelli-Forti G, Hrelia P. Apoptosis and modulation of cell cycle control by bile acids in human leukemia T cells. Ann N Y Acad Sci 2009; 1171: 264-9.

113. Rodrigues CM, Fan G, Wong PY, Kren BT, Steer CJ. Ursode-oxycholic acid may inhibit deoxycholic acid-induced apop-tosis by modulating mitochondrial transmembrane potential and reactive oxygen species production. Mol Med 1998; 4: 165-78.

114. Wachs FP, Krieg RC, Rodrigues CM, Messmann H, Kull-man F, Knuchel-Clarke R, Scholmerich J, Rogler G, Schlott-mann K. Bile salt-induced apoptosis in human colon cancer cell lines involves the mitochondrial transmembrane poten-tial but not the CD95 (Fas/Apo-1) receptor. Int J Colorectal Dis 2005; 20: 103-13.

384



115. Akare S, Martinez JD. Bile acid induces hydrophobicity-de-pendent membrane alterations. Biochim Biophys Acta 2005; 1735: 59-67.

116. Shah SA, Volkov Y, Arfin Q, Abdel-Latif MM, Kelleher D. Ursodeoxycholic acid inhibits interleukin 1 beta ans deoxy-cholic acid-induced activation of NF-kappaB and AP-1 in human colon cancer cells. Int J Cancer 2006; 118: 532-9.

117. Payne CM, Waltmire CN, Crowley C, Crowley-Weber CL, Dvorakova K, Bernstein H, Bernstein C, Holubec H, Gare-wal H. Caspase-6 mediated cleavage of guanylate cyclise al-pha 1 during deoxycholate-induced apoptosis: protective role of the nitric oxide signalling module. Cell Biol Toxicol 2003; 19: 373-92.

118. De Gottardi A, Touri F, Maurer CA, Perez A, Maurhofer O, Ventre G, Bentzen CL, Niesor EJ, Dufour JF. The bile ac-id nuclear receptor FXR and the bile acid binding protein IBABP are differently expressed in colon cancer. Dig Dis Sci 2004; 49: 982-9.

119. Powolny A, Xu J, Loo G. Deoxycholate induces DNA dam-age and apoptosis in human colon epithelial cells expressing either mutant or wild-type p53. Int J Biochem Cell Biol 2001; 33: 193-203.

120. Wolf JM, Rybicki LA, Lashner BA. The impact of urso de-oxycholic acid on cancer, dysplasia and mortality in ulcer-ative colitis patients with primary sclerosing cholangitis. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22: 783-8.

121. Ameen C, Edvardsson U, Ljungberg A, Asp L, Akerblad P, Tuneld A, et al. Activation of peroxisome proliferator-acti-vated receptor alpha increases the expression and activity of microsomal triglyceride transfer protein in the liver. J Biol Chem 2005; 280: 1224-9.

122. Navasa M, Gordon DA, Hariharan N, Jamil H, Shigenaga JK, Moser A, et al. Regulation of microsomal triglyceride transfer protein mRNA expression by endotoxin and cyto-kines. J Lipid Res 1998; 39: 1220-30.

123. Hirokane H, Nakahara M, Tachibana S, Shimizu M, Sato R. Bile acid reduces the secretion of very low density lipopro-tein by repressing microsomal triglyceride transfer protein gene expression mediated by hepatocyte nuclear factor-4. J Biol Chem 2004; 279: 45685-92.

124. Sheena V, Hertz R, Nousbeck J, Berman I, Magenheim J, Bar-Tana J. Transcriptional regulation of human microsomal triglyceride transfer protein by hepatocyte nuclear factor-4alpha. J Lipid Res 2005; 46: 328-41.

125. Kang S, Spann NJ, Hui TY, Davis RA. ARP-1/COUP-TF II determines hepatoma phenotype by acting as both a tran-scriptional repressor of microsomal triglyceride transfer protein and an inducer of CYP7A1. J Biol Chem 2003; 278: 30478-86.

126. Krieger M. Charting the fate of the “good cholesterol”: identification and characterization of the high-density li-poprotein receptor SR-BI. Annu Rev Biochem 1999; 68: 523-58.

127. Wang N, Lan D, Chen W, Matsuura F, Tall AR. ATP-binding cassette transporters G1 and G4 mediate cellular cholesterol efflux to high-density lipoproteins. Proc Natl Acad Sci U S A 2004; 101: 9774-9.

128. Cao G, Beyer TP, Yang XP, Schmidt RJ, Zhang Y, Bensch WR, et al. Phospholipid transfer protein is regulated by liver X receptors in vivo. J Biol Chem 2002; 277: 39561-5.

129. Luo Y, Tall AR. Sterol upregulation of human CETP expres-sion in vitro and in transgenic mice by an LXR element. J Clin Invest 2000; 105: 513-20.

130. Plosch T, Kok T, Bloks VW, Smit MJ, Havinga R, Chimini G, et al. Increased hepatobiliary and fecal cholesterol excre-tion upon activation of the liver X receptor is independent of ABCA1. J Biol Chem 2002; 277: 33870-7.

131. Bouly M, Masson D, Gross B, Jiang XC, Fievet C, Castro G, et al. Induction of the phospholipid transfer protein gene ac-counts for the high density lipoprotein enlargement in mice treated with fenofibrate. J Biol Chem 2001; 276: 25841-7.

132. Tontonoz P, Nagy L, Alvarez JG, Thomazy VA, Evans RM. PPARgamma promotes monocyte/macrophage differentia-tion and uptake of oxidized LDL. Cell 1998; 93: 241-52.

133. Nagy L, Tontonoz P, Alvarez JG, Chen H, Evans RM. Oxi-dized LDL regulates macrophage gene expression through ligand activation of PPARgamma. Cell 1998; 93: 229-40.

134. Ayaori M, Kusuhara M, Ohsuzu F. New insights into the regulation of cellular cholesterol efflux and high-density li-poprotein metabolism. Future Lipidology 2006; 1: 477-86.

135. Urizar NL, Dowhan DH, Moore DD. The farnesoid X-acti-vated receptor mediates bile acid activation of phospholipid transfer protein gene expression. J Biol Chem 2000; 275: 39313-7.

136. Repa JJ, Berge KE, Pomajzl C, Richardson JA, Hobbs H, Mangelsdorf DJ. Regulation of ATP-binding cassette sterol transporters ABCG5 and ABCG8 by the liver X receptors alpha and beta. J Biol Chem 2002; 277: 18793-800.

2009 n6 revision metabolismo del colesterol bases actualizadas

Documents