Incremento de la actividad de mieloperoxidasa plasmática en pacientes con asma asociada a diabetes mellitus tipo 2. Indicador de mayor desequilibrio homeostático*
Increase of myeloperoxidase activity in patients with asthma associated to diabetes mellitus type 2. An indicator of homeostatic disequilibrium*
Martha Patricia Sierra Vargas‡ Rexy del Socorro Mendoza Atencio§ Margarita Fernández VegaII Ma. Guadalupe Fabián San Miguel§Juan José Hicks Gómez‡
• Apoyo CONACYT: 2004–0027.
]]> ‡ Departamento de Bioquímica y Medicina Ambiental, INER Ismael Cosío Villegas.§ Clínica de Síndrome Metabólico, INER Ismael Cosío Villegas.
II Urgencias, INER Ismael Cosío Villegas.
Correspondencia:
Dra. Martha Patricia Sierra Vargas
Departamento de Bioquímica y Incremento de MPO en pacientes con asma–DM2
Medicina Ambiental, Unidad de Investigación. Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosío Villegas.
Calzada de Tlalpan 4502, colonia Sección XVI. México, DF.,14080.
Correo electrónico: jhicks@iner.gob.mx
Trabajo recibido: 23–VIII–2006;
aceptado: 27–IX–2006
RESUMEN
Antecedentes: La actividad de mieloperoxidasa (MPO, EC 1.11.1.7) plasmática ha sido relacionada con diferentes enfermedades crónico–degenerativas, que tienen en común cursar con un proceso inflamatorio crónico, como son los casos de asma y diabetes mellitus. Durante el proceso inflamatorio se generan especies reactivas del oxígeno (ERO) incluyendo al ácido hipocloroso (HCIO–) que es el producto de la MPO.
Objetivos: Demostrar que el asma y la diabetes mellitus, que cursan con estrés oxidante, presentan una respuesta metabólica acumulativa que puede ser evaluada por el incremento de MPO como marcador de daño oxidante.
Métodos: La actividad de la enzima fue determinada en el plasma de un grupo control formado por 36 individuos clínicamente sanos y en tres grupos de pacientes: a) 13 asmáticos, b) 29 diabéticos y c) 6 con coexistencia de ambos padecimientos.
Resultados: En los pacientes con ambos padecimientos, la actividad de MPO se incrementó significativamente (65.1 ± 11.2 U*; p < 0.05). El grupo control presentó una actividad similar (37.6 ±3.2 U*) a la de los pacientes con asma (35.9 ± 5.2 U*) y a los diabéticos (32.6 ± 3.3 U*).
]]> Conclusiones: Se demuestra que la coexistencia de dos padecimientos crónico–degenerativos incrementa la posibilidad de daño tisular debido a la generación de ERO, que supera a las defensas antioxidantes del organismo, incrementando el estrés oxidante con el consecuente daño tisular y desequilibrio homeostático. *U = U/mg de proteína:1
Palabras clave:MPO, asma, diabetes mellitus, estrés oxidante.
ABSTRACT
Background: The activity of the enzyme myeloperoxidase (MPO, EC 1.11.1.7), in plasma has been related to several chronic–degenerative diseases such as asthma and diabetes mellitus which have in common a chronic inflammatory condition. Several reactive species of oxygen are generated during inflammation, including hypochlorous acid, which is a product of MPO.
Objective: To prove that asthma and diabetes mellitus, in which there is oxidative stress, present a cumulative metabolic response that can be measured by an increase of MPO, as a marker of oxidative damage.
Methods: The activity of MPO was measured in the plasma of a control group of 31 healthy volunteers and in three groups of patients: a) 13 asthmatics, b) 29 diabetics, c) 6 asthmatics and diabetics.
Results: In patients with both diseases, asthma and diabetes mellitus, there was a significant increase in the activity of the enzyme MPO (65.1 ± 11.2 U*; p < 0.05). The activity of MPO was similar in the control group (37.6 ± 3.2 U*), the asthma group (35.9 ± 5.2 U*) and the diabetics (32.6 ± 3.3 U*).
Conclusions: The coexistence of asthma and diabetes mellitus, both chronic–degenerative diseases, increases the possibility of tissue damage due to the generation of oxygen reactive species that overwhelms the antioxidant defenses of the body, augmenting the oxidative stress and inducing secondary tissue damage and homeostatic disequilibrium. *U= U/mg of protein
]]> Key words: MPO, asthma, diabetes mellitus, oxidative stress.
INTRODUCCIÓN
La mieloperoxidasa (AAPO, EC 1.11.1.7) es una enzima que se almacena en los granulos azurófilos de los leucocitos polimorfonucleares y es secretada al medio extracelular ante diversos estímulos nocivos; ejerce su actividad catalítica por medio de la formación del ácido hipocloroso (HCIO–) que es un potente agente oxidante y halogenante de proteínas ejerciendo, entre otras, una actividad bactericida. Los ácidos hipocloroso e hipobromoso (HBrO–), generados por los neutrófilos y los eosinófilos, respectivamente, han sido relacionados con el daño tisular en el paciente asmático1,2; ambos representan, junto con el peróxido de hidrógeno y el peroxinitrito, a algunas de las especies reactivas del oxígeno (ERO)3.
Se ha demostrado la participación de la MPO en varias enfermedades pulmonares, como síndrome de insuficiencia respiratoria aguda4,5, bronconeumonía, asma6–8, fibrosis pulmonar idiopática9 y enfermedad pulmonar obstructiva crónica10,11, en las que se ha constatado su presencia al analizar marcadores de estrés oxidante, que es la disfunción metabólica causada por el desequilibrio entre la generación de ERO que supera a los mecanismos antioxidantes del organismo, conduciendo a la predisposición de daño y alteración de la homeostasis intracelular3. La MPO ha sido cuantificada, en el lavado broncoalveolar y en el plasma, presentando una correlación directa con la presencia de otros marcadores de estrés oxidante.
Esta enzima, al estar relacionada con el estrés oxidante, participa en la etiología de otros padecimientos y alteraciones degenerativas, como es el caso del desarrollo de la aterosclerosis en la cual induce, por medio de la cloración de las lipoproteínas de baja densidad (LDL), esteróles y residuos de tirosina de la Apo A; modificación que altera el metabolismo de la lipoproteína y facilita, al ser metabolizada por el receptor depurador de los leucocitos y no por su receptor habitual, la formación de las células espumosas12–14 que conduce a la estructuración de la placa de ateroma. Con base en estos hallazgos se ha propuesto que la MPO sea considerada como un marcador de riesgo de disfunción endotelial y cardiovascular15,16.
Objetivo. Determinar la actividad de la MPO plasmática en pacientes con asma o diabetes mellitus, comparando su catálisis enzimática con la de pacientes con asma asociada a diabetes mellitus tipo 2. Considerando que los dos padecimientos cursan de manera independiente con estrés oxidante, sería de esperar que presentaran una mayor actividad de MPO originando una mayor posibilidad de daño estructural y disfunción metabólica.
MÉTODOS Y PACIENTES
Estudio prospectivo en el que se invitaron a participar, previa información y aceptación firmada de los participantes, a 79 pacientes de la Consulta Externa y de la Clínica de Síndrome Metabólico del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosío Villegas (INER), de ambos géneros, de 35 a 65 años con los siguientes diagnósticos: 1) asma con un FEV1 > a 60% del predicho, n = 13; 2) diabetes mellitustipo 2 controlados, con hemoglobina glicada (HbA1c) < a 7.5%, n = 29; 3) asma y diabetes mellitus tipo 2 controlados con HbA1c < a 7.5% y FEV1 > a 60% del predicho, n = 6. Se compararon contra un grupo control formado por 31 individuos clínicamente sanos. Los estudios de espirometría se realizaron en el Departamento de Fisiología Pulmonar del Instituto. El estudio fue aprobado por el Comité de Investigación del INER, y todos los procedimientos realizados se efectuaron en estricto apego a las recomendaciones que aparecen en la Declaración de Helsinki de 1975, así como con los lineamientos que dicta el Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Investigación para la Salud en su Título Segundo, Capítulo I, Artículo 17, Categoría II.
]]> Obtención de las muestrasSe obtuvo una muestra de 10 mL sangre por venopunción. Se utilizó el equipo DCA 2000+ de Bayer® para la delimitación de la HbA1c. Para la determinación de la MPO se siguió el método de Andrews y Krinsky17 con las siguientes modificaciones: se utilizaron 10/íL de plasma con EDTA a los que se les agregó buffer de acetato–sacarosa 0.3 M con un pH de 5.4, 3,3',5,5'–tetrametilbenzidina (sigma) 1.4 mM y peróxido de hidrógeno 0.3 mM concentración final; posterior a una incubación de 10 minutos a 37°C se agregó catalasa a una concentración final de 1,300 U/mL y ácido acético 0.2 M. La muestra se centrifugó a 3,000 rpm durante 5 min. El sobrenadante se leyó en un espectrofotómetro marca Beckman Coulter DU 800 a una longitud de onda de 655 nm. Se definió una unidad de actividad de MPO como la cantidad de enzima necesaria para catalizar un incremento en la absorbencia de 0.1 a 655 nm por minuto a 25°C. La actividad específica de MPO se expresó en U/mg de proteína.1
RESULTADOS
En la Figura 1 se presenta la actividad de la MPO en los diferentes grupos de estudio. El grupo control (n = 31) presentó una actividad de 37.6 ± 3.2 U/mg proteína1 que resultó similar a la obtenida en los pacientes asmáticos (n = 13) 35.9 ± 5.2, U/mg proteína1 y a los individuos con diabetes mellitus (n = 29) 32.6 ± 3.3. En los pacientes del grupo con la comorbilidad de asma y diabetes (n = 6) la actividad fue significativamente mayor 65.1 ±11.2 (p < 0.05) comparado, tanto con el grupo control como con los grupos en los que los pacientes sólo presentaban una de las dos patologías.
DISCUSIÓN
Recientemente, la MPO ha generado gran interés ya que se ha utilizado como biomarcador de riesgo cardiovascular al estar relacionada con la oxidación de lipoproteínas de baja densidad (LDL), y con la lisis de placas de ateroma12,13. La actividad de la MPO se ejerce en las vacuolas intracelulares y alrededor del 10 al 15% de la MPO es liberada en el medio extracelular, pero cuando la reacción inflamatoria se exacerba hay degranulación masiva provocando la muerte del neutrófilo con la consecuente liberación de MPO y otras enzimas proteolíticas. Este aporte masivo de enzimas hidrolíticas, al contacto con otras células, provoca daño local afectando fundamentalmente las células endoteliales y los fibroblastos, pudiendo acumularse en el espacio subendotelial y consumiéndose de forma catalítica el óxido nítrico derivado del endotelio, lo cual reduce la biodisponibilidad del mismo y por ende, altera sus funciones antiinflamatorias y de vasodilatación. El evento provoca un flujo de especies reactivas del oxígeno18,19 que contribuyen al incremento del daño. Una vez liberada la MPO hacia el medio extracelular, como se presentó en los pacientes en que coexistían los dos padecimientos crónico–degenerativos (Figura 1), es de esperar que dada su elevada actividad en plasma pueda reaccionar, entre otros eventos, rápidamente con los aminoácidos de la albúmina, la ceruloplasmina o con las LDL causando la oxidación de las mismas, hecho que impide en cierta medida su actividad enzimática20, pero que permite la formación de colesterol clorado, aldehidos derivados de aminoácidos, de 3–clorotirosina y de ditirosina, los cuales se han utilizado como marcadores de daño por estrés óxido–nitrosante21. La MPO también participa en la ruptura de la placa ateromatosa activando la metaloproteinasa matricial MMP–722. En este trabajo demostramos que la actividad de la MPO puede ser útil como un biomarcador de daño sistémico y que la asociación de dos padecimientos crónico–degenerativos aumentan el estrés oxidante, por lo que sugerimos la utilización de agentes antioxidantes3 como coadyuvantes del manejo médico de estos pacientes, lo cual nos permitirá tener mejores posibilidades terapéuticas.
]]>CONCLUSIONES
La actividad de MPO fue 45% mayor en los pacientes en los que coexistían ambos padecimientos cuando se compara con los individuos del grupo control o aquellos que presentan sólo diabetes mellituso asma. Estos resultados son una evidencia más de que estos pacientes se encuentran cursando con un estrés oxidante severo, expresado por el aumento en la actividad de la MPO, implicando un mayor riesgo de daño a nivel del endotelio, agravando la evolución de ambos padecimientos.
Los datos presentados podrían incluirse en el cortejo de eventos que integran la hasta ahora poco considerada neumopatía diabética.
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