La relación entre la oxidación y los procesos inflamatorios en la fisiopatología de la arteriosclerosis es un paradigma relativamente reciente1,2 que ha impulsado notablemente los esfuerzos científicos para estudiar la enzima paraoxonasa-1 (PON1)3. Se trata de una hidrolasa con capacidad de degradar una amplia variedad de substratos distintos. Considerando esta “promiscuidad”4, no es extraño que los primeros estudios sobre PON1 se realizaran en el campo de la toxicología, como mecanismo de defensa frente a diversos xenobióticos, y en especial su actividad esterasa, frente a organofosforados, ésteres alifáticos y carboxílicos y carbamatos. Su propia denominación vulgar, paraoxonasa, proviene precisamente de su capacidad de hidrolizar paraoxon, un insecticida organofosforado utilizado en las labores agrícolas. PON1 circula en el plasma unida, como una apoproteína, a las lipoproteínas de alta densidad (HDL), y se empezó a relacionar con la arteriosclerosis y la enfermedad cardiovascular por su capacidad de hidrolizar los fosfolípidos oxidados presentes en las lipoproteínas de baja densidad (LDL), asociándose, por tanto, a los efectos beneficiosos o ateroprotectores de las HDL. Genéticamente, PON1 es una enzima diversa en la población y se han descrito numerosos polimorfismos, algunos de los cuales condicionan su actividad y su concentración plasmáticas: una sustitución Gln192 → Arg (Q192R), otra sustitución Leu55 → Met (L55M) y una tercera sustitución C/T en la posición –107 del promotor. Algunos estudios han encontrado una asociación entre valores bajos de PON1 en suero o sus polimorfismos genéticos con la enfermedad cardiovascular, pero ese hallazgo está lejos de ser considerado totalmente establecido y la polémica desatada es considerable; en ratones de experimentación, la sobreexpresión de PON1 reduce la posibilidad de desarrollar arteriosclerosis5.
Los estudios de tipo demográfico o epidemiológico pretenden descubrir diferencias en la frecuencia génica o en la concentración plasmática de PON1 en distintas áreas geográficas que prueben su posible relación con factores ambientales, nutricionales o de estilo de vida. El objetivo último consiste en conocer los determinantes genéticos y ambientales de PON16-8 que puedan modificarse o prevenirse y así mejorar las posibilidades de mejorar la protección contra la enfermedad cardiovascular en grupos de población amplios. El trabajo de Garcés et al9 que se publica en el presente número de CLÍNICA E INVESTIGACIÓN EN ARTERIOSCLEROSIS aporta datos interesantes en este campo y llena un espacio dentro de la zona euromediterránea. Nos parece original y acertado que el estudio que comentamos esté realizado en niños ya que, con intenciones un tanto provocadoras, nos gusta definir la arteriosclerosis como una enfermedad pediátrica. Aunque las manifestaciones clínicas de este trastorno no aparecen en la inmensa mayoría de los casos hasta la edad adulta, no cabe duda de que las alteraciones bioquímicas e histológicas inherentes comienzan a presentarse en edades muy tempranas. Existen muy pocos datos sobre estas alteraciones en general, y sobre la PON1 en particular, en la población infantil, y los resultados aportados pueden considerarse pertinentes.
Hay, sin embargo, algunas dificultades, comunes a todos los investigadores, que han de considerarse. En primer lugar, la determinación en el laboratorio de la actividad PON1 es prácticamente artesanal; se han descrito diversos métodos pero no se dispone de un método de referencia. Por tanto, las comparaciones entre laboratorios son muy arriesgadas y poco recomendables. Por ejemplo, en el método descrito por Mackness et al10, que es el utilizado por los autores, la actividad enzimática se mide a pH = 8,0 y a 25 °C, mientras que otros autores utilizamos pH = 10,5 y 37 °C11; esto podría explicar las diferencias observadas entre la población de Garcés et al y la nuestra. Otra limitación es que estos ensayos utilizan frecuentemente paraoxon como sustrato. Este compuesto es un organofosforado altamente tóxico e inestable y, obviamente, no es el sustrato fisiológico de PON1, ya que esta enzima ya existía antes de inventarse los insecticidas. Son necesarias, pues, algunas modificaciones técnicas que permitan saber qué se está midiendo exactamente cuando se determina esta actividad enzimática y, por tanto, qué importancia puede tener realmente en el desarrollo de enfermedades. Algunos investigadores, muy convincentes, sugieren que la actividad fisiológica ancestral de la PON1 es la de lactonasa12 y, por tanto, el uso de métodos analíticos que utilizan lactonas como sustratos podría ser muy superior en medicina. Los primeros datos obtenidos en nuestro laboratorio indican un futuro prometedor. Otra estrategia utilizada consiste en medir la concentración de la proteína PON1 junto con la actividad. Una vez más, la determinación es artesanal y los grupos involucrados hemos tenido que desarrollar los reactivos y métodos de análisis sin método de referencia ni patrones esta-blecidos3,13. Existe una buena correspondencia entre la actividad y la proteína circulante en la población general14, pero esta correlación se pierde cuando se estudian trastornos relacionados con estímulos oxidativos y a menudo actividades circulantes bajas se corresponden con concentraciones altas de proteína. Los motivos de este extraño comportamiento se están investigando actualmente, pero parece que la inhibición del centro activo de la enzima por parte de los lipoperóxidos, y las alteraciones estructurales de las HDL en algunas enfermedades podrían explicar estas discrepancias13.
La asociación entre oxidación e inflamación atraen la atención de un número creciente de investigadores. Las LDL oxidadas constituyen un potente inductor de moléculas favorecedoras de inflamación, tales como selectina P, VCAM, ICAM-1 y la proteína quimioatractiva de macrófagos (monocyte chemoattractant protein-1 o MCP-1). Las partículas de HDL protegen las LDL de la oxidación a través de PON1 y la acetilhidrolasa del factor activador de plaquetas15. Como existe una relación inversa entre el riesgo de presentar arteriosclerosis y la concentración de HDL, la hipótesis evidente es que PON1 podría proteger del desarrollo de arteriosclerosis degradando los lípidos oxidados de las LDL y disminuyendo, por tanto, la respuesta inflamatoria. Esta hipótesis fue investigada in vitro por Mackness et al16, quienes demostraron que la incubación de células endoteliales en cultivo con LDL oxidada estimulaba la producción de MCP-1. Asimismo, si estas células se preincubaban con HDL o con PON1 purificada, la oxidación de LDL y la producción de MCP-1 se inhibían significativamente. Más recientemente, se ha publicado, en un modelo experimental de ratones con hiperlipidemia, que la sobreexpresión de PON3 (otra enzima del grupo de las paraoxonasas, con funciones similares a la PON1) disminuye el tamaño de la placa arteriosclerótica y la concentración plasmática de MCP-117. Las implicaciones clínicas de la interacción entre PON1 y MCP-1 pueden ir incluso más allá, ya que estudios experimentales sugieren que MCP-1 interviene en el desarrollo de la obesidad y la acumulación de grasa en adipocitos y en la tolerancia a la glucosa17,18.
Bienvenidos, pues, todos los datos aportados en este campo ya que abundan más las preguntas que las respuestas. El desarrollo de mejores métodos de ensayo, que midan funciones más fisiológicas de la enzima, el estudio de la interacción de los factores genéticos y ambientales en los valores de PON1, y la investigación de la interacción entre PON1 y MCP-1 en el desarrollo de arteriosclerosis, síndrome metabólico y alteraciones asociadas, constituyen las líneas actuales de investigación más prometedoras en este campo.
Correspondencia: Dr. J. Joven. Centre de Recerca Biomèdica. Hospital Universitari de Sant Joan. Sant Joan, s/n. 43201 Reus. España. Correo electrónico: jjoven@grupsagessa.cat