En todos los órganos y tejidos de nuestro organismo se producen episodios de lesión celular en respuesta a la acción de noxas físicas, químicas o biológicas (virus). En el caso concreto del hígado, la lesión celular se manifiesta principalmente con la muerte de las células parenquimatosas o hepatocitos. En el caso de que el daño hepático sea limitado, por ejemplo tras una hepatitis aguda, se produce una rápida respuesta regenerativa de los hepatocitos que reemplaza al tejido afectado y restablece la arquitectura hepática normal. Sin embargo, cuando el agente lesivo actúa de forma persistente y su acción sobrepasa la capacidad hepática de defensa y reparación, se produce una respuesta caracterizada por una regeneración celular desordenada y el desarrollo de inflamación y fibrosis1,2. Durante este proceso, la capacidad de regeneración hepática disminuye, mientras que la producción de componentes de la matriz extracelular (colágeno fibrilar, fibronectina, glucosaminoglicanos…) aumenta considerablemente. En fases avanzadas, la población normal de hepatocitos es parcialmente sustituida por la deposición desorganizada de estos componentes de la matriz extracelular, lo que causa una paulatina disminución de la masa hepatocelular y una progresiva distorsión anatómica y funcional del lobulillo hepático1,2. El resultado final es la cirrosis, desde el punto de vista anatómico, y la insuficiencia hepática crónica, desde el punto de vista funcional, una afección clínica que ocasiona la mayor parte de la morbimortalidad en las enfermedades hepáticas.

La aparición de daño hepatocelular es un hallazgo común a prácticamente todas las hepatopatías crónicas, como es el caso de la infección crónica por el virus de la hepatitis C, la hepatitis alcohólica, las colestasis crónicas o la esteatohepatitis no alcohólica1,2. De todas formas, aunque el desarrollo de lesión hepatocelular es común a la mayoría de enfermedades crónicas del hígado, su patogenia varía según el agente etiológico. Así, el daño hepático de origen alcohólico se caracteriza por la presencia de valores elevados de lipopolisacárido (LPS) de origen bacteriano con capacidad de promover la liberación de cantidades ingentes de agentes citotóxicos y de mediadores de inflamación (citocinas, eicosanoides…) por las células de Kupffer y de inducir la infiltración de leucocitos polimorfonucleares3. El daño hepático de origen alcohólico se produce también como consecuencia de la presencia de acetaldehído, que es el metabolito del alcohol con mayor capacidad para generar estrés oxidativo en los hepatocitos3. En el caso de las colestasis crónicas, el daño hepatocelular se debe a la acumulación de un exceso de ácidos biliares que estimulan la producción de radicales libres y desencadenan una intensa respuesta inflamatoria4. En el caso de las hepatopatías virales, la lesión hepatocelular está mediada por la respuesta inmune del huésped a los hepatocitos infectados que expresan en su membrana proteínas virales, lo que causa un alto grado de necrosis hepatocitaria y una reacción inflamatoria caracterizada por la infiltración de linfocitos5. Por último, en el caso de la esteatohepatitis no alcohólica, la manifestación hepática del síndrome metabólico, la acumulación de lípidos en el interior de los hepatocitos promueve el desarrollo de estrés oxidativo, inflamación, muerte celular y fibrosis6.

Hasta el momento se han descrito diversos mecanismos moleculares que son comunes a una gran parte de estas hepatopatías. Aunque la mayoría de estos mecanismos se han identificado en estudios realizados en modelos experimentales, los datos aportados se pueden extrapolar, con ciertas limitaciones, a la patología humana. Entre los mecanismos implicados en el desarrollo de lesión hepática destacan las siguientes: la activación de las células de Kupffer y el reclutamiento de células inflamatorias (neutrófilos y monocitos); la aparición de estrés oxidativo debido a la formación de radicales libres, principalmente derivados del oxígeno; la producción de citocinas, como el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) y el factor de crecimiento transformante beta (TGFβ) y, por último, la liberación de mediadores lipídicos de inflamación derivados del ácido araquidónico, como las prostaglandinas (PG), los leucotrienos (LT) y el factor de activación de las plaquetas (PAF). A continuación se describen con mayor detalle cada uno de estos mecanismos, haciendo especial hincapié en el papel en la necroinflamación y la fibrosis hepática de los mediadores lipídicos derivados del ácido araquidónico.

Hay evidencias sólidas que demuestran la participación directa de las células de Kupffer en la patogenia de la lesión hepatocelular. Las células de Kupffer son los macrófagos residentes en el hígado y se encuentran formando parte de la unidad estructural funcional de este órgano, el sinusoide hepático7. El principal papel fisiológico de las células de Kupffer es eliminar mediante fagocitosis todo tipo de partículas extrañas, innecesarias o alteradas de la circulación sanguínea8. Por ejemplo, estas células desempeñan un papel clave en el proceso de captación y detoxificación de la endotoxina que llega del flujo venoso portal9,10. Las células de Kupffer actúan también, al igual que otros fagocitos mononucleares, como células presentadoras de antígeno que activan la respuesta inmune derivada de los linfocitos T11.

Se ha descrito que ciertos estímulos, como la obesidad, el consumo crónico de alcohol, la endotoxina o los compuestos procedentes de la degradación de fármacos o xenobióticos inducen la activación de las células de Kupffer12. Una vez activadas, estas células liberan cantidades ingentes de citocinas (interleucina [IL] 1, IL-6, IL-10 y TNFα), radicales libres del oxígeno (anión superóxido) y metabolitos del ácido araquidónico (PGD2, tromboxano [TX] A2, PGE2 y LT) (tabla I). En la mayoría de casos, la activación de las células de Kupffer se asocia al reclutamiento de neutrófilos y monocitos circulantes, los cuales amplifican de forma significativa la respuesta inflamatoria. En cualquier caso, la lesión tisular se produce cuando los mediadores de inflamación liberados por las células inflamatorias actúan de forma paracrina sobre las células adyacentes, ya sean hepatocitos o células hepáticas estrelladas12–15. La liberación desproporcionada de mediadores junto con la secreción de enzimas lisosomales por las células de Kupffer favorece la aparición de daño tisular, caracterizado principalmente por focos de necrosis y de inflamación. Las células de Kupffer activadas modifican también los procesos metabólicos clave en las células parenquimatosas, como la liberación de albúmina por los hepatocitos, lo que altera la función hepática y contribuye al desarrollo de la lesión en este órgano15. La prueba de concepto del papel que ejercen las células de Kupffer en la lesión hepática es que su inactivación y eliminación selectiva, mediante por ejemplo la administración de cloruro de gadolinio (GdCl3), normaliza los valores séricos de aspartato aminotransferasa (AST) y previene la lesión hepática tras la administración de tetracloruro de carbono (CCl4)16.

Quizá el ejemplo paradigmático de la participación de las células de Kupffer en el daño hepático sea la hepatitis alcohólica. Es bien sabido que la ingesta abusiva de alcohol es capaz de alterar la permeabilidad intestinal y aumentar de esta forma la entrada al hígado de endotoxina a través de la vena porta. En condiciones normales, las células de Kupffer presentan un estado de tolerancia a la endotoxina, pero su exposición a cantidades elevadas de esta sustancia, o bien la presencia de células de Kupffer en estado parcialmente activado por otras causas, conduce a la liberación masiva de especies reactivas del oxígeno, citocinas (principalmente TNFα) y eicosanoides (principalmente LT) con capacidad de dañar el parénquima hepático17–19. También se ha apuntado que las células de Kupffer se activarían por factores liberados por los hepatocitos en respuesta al alcohol. Por ejemplo, se ha descrito que las células de Kupffer en presencia de un medio condicionado procedente de cultivos de hepatocitos tratados con alcohol, secretan IL-8, un potente agente quimiotáctico inductor de la infiltración de neutrófilos20. Otros autores, sin embargo, han demostrado que la liberación de IL-8 por los hepatocitos se produce en respuesta a factores derivados de las células de Kupffer activadas por el etanol, principalmente de IL-1 y TNFα21,22.

Otro ejemplo de la participación de las células de Kupffer en la lesión hepatocelular es el daño inducido por fármacos o xenobióticos. La vía hepatobiliar junto con el riñón constituyen la principal vía excretora de xenobióticos. Esto significa que las células hepáticas no sólo metabolizan los nutrientes procedentes del intestino y los productos metabólicos endógenos procedentes de otras partes del organismo, sino que también participan activamente en el metabolismo de los xenobióticos y fármacos. En condiciones normales, los fármacos son eliminados por la bilis primaria, hepatocelular o canalicular, elaborada por los hepatocitos mediante un proceso de filtración osmótica23. Sin embargo, en determinadas circunstancias, por ejemplo tras una sobredosis de fármacos, las células de Kupffer se activan y desencadenan un proceso de lesión hepática. Un ejemplo paradigmático de daño hepático inducido por fármacos lo constituye la intoxicación por acetaminofeno, que se caracteriza por la rápida aparición de insuficiencia hepática seguida por una intensa inflamación y, finalmente, regeneración del tejido lesionado24. La hepatotoxicidad al acetaminofeno se debe a la conversión por enzimas microsomales de este fármaco a un metabolito reactivo (la imina de N-acetil-p-benzoquinona), que se une a macromoléculas del tejido hepático e inicia una reacción necrótica y la activación de las células de Kupffer25.

La activación de las células de Kupffer se asocia habitualmente a la infiltración de células inflamatorias en el parénquima hepático. Esto es muy evidente en el caso del daño hepático por isquemia-reperfusión. Hay evidencias morfológicas de la activación de las células de Kupffer 1- 3 h después de la reperfusión del hígado26. Como consecuencia de su activación se produce el reclutamiento de neutrófilos y la liberación por ambos tipos celulares de anión superóxido, TNFα, factor activador de las plaquetas (PDGF), LTB4, PGD2, PGE2 y TXA2, factores que desencadenarían la lesión tisular27. La inactivación de las células de Kupffer mediante GdCl3 es capaz de reducir la lesión hepatocelular en modelos experimentales de reperfusión y trasplante27.

Las citocinas y los factores de crecimiento son mediadores de comunicación celular de bajo peso molecular28. Aunque con notables diferencias en cuanto a la cantidad, casi todas las células de nuestro organismo, entre las que se incluye la mayoría de células hepáticas, poseen la capacidad de producir y secretar citocinas. Una vez liberadas, las citocinas interaccionan con receptores específicos en las células diana donde inducen múltiples respuestas, frecuentemente de una forma pleiotrópica28. El grupo de citocinas mas relevante son las IL (hay un total de 18 IL diferentes), el TNFα, el interferón gamma (IFNγ) y el TGFβ. En el contexto de la lesión hepática, el TNFβ y el TGFα desempeñan un destacado papel, ya que son importantes mediadores de inflamación y de remodelado de matriz extracelular y de fibrogénesis.

Hay amplias evidencias que indican la asociación entre la señalización del TNFα con la muerte hepatocelular29. Los efectos biológicos del TNFα están mediados por su unión a dos receptores de membrana: TNF-R1 y TNFR229. Los efectos biológicos del TNFα pueden estar también mediados por el factor de transcripción NF- κB29,30. En hepatocitos, la unión del ligando al receptor TNF-R1 se asocia a la inducción de apoptosis, aunque la participación del receptor TNF-R2 en la apoptosis mediada por células T no se puede descartar totalmente29,30. Además, en la mayoría de circunstancias, el TNFα induce la liberación de otras citocinas inflamatorias, como la IL-1 y la IL-6, por los macrófagos hepáticos, lo que amplifica y cronifica el grado de lesión hepatocelular29,30. En estudios realizados en humanos se ha descrito una estrecha asociación genética entre diversos polimorfismos del promotor del TNFα y el riesgo de desarrollar hepatopatía alcohólica31 y hepatitis fulminante32. En estudios experimentales se ha demostrado que el TNFα tiene un papel causal en la lesión hepática provocada por el alcohol y en la hepatotoxicidad inducida por Dgalactosamina33. En el modelo de D-galactosamina, por ejemplo, el TNFα induce la activación de la vía de las caspasas, lo que provoca la muerte de los hepatocitos por apoptosis, la infiltración de leucocitos y la muerte por fallo hepático33. Estos efectos hepatotóxicos estarían mediados por el receptor TNF-R1, puesto que los ratones deficientes para este receptor están protegidos frente al daño hepático inducido por la D-galactosamina34. Además, el TNFα ejerce un papel importante en el modelo de CCl4, ya que los ratones deficientes para sus 2 receptores son resistentes al desarrollo de necroinflamación y fibrosis inducido por este hepatotóxico35.

Evitar los efectos dañinos del TNFα en los hepatocitos proporcionaría una vía terapéutica importante para el tratamiento de la hepatopatía alcohólica o tóxica. Una de las alternativas terapéuticas disponibles actualmente es el fármaco infliximab (Remicade®), un anticuerpo monoclonal quimérico dirigido contra TNFα. Este anticuerpo se utiliza actualmente en el tratamiento de la enfermedad de Crohn y la artritis reumatoide, y está en fase de ensayo clínico para el tratamiento de la sarcoi dosis y la vasculitis36–38. En el caso del hígado, dos estudios clínicos preliminares apuntan hacia un efecto beneficioso del infliximab en pacientes con hepatitis alcohólica grave39,40. Sin embargo, se han documentado la aparición de efectos adversos (p. ej., mayor incidencia de infecciones) y los ensayos con infliximab han sido suspendidos41. Además, la seguridad de este fármaco se halla en entredicho, sobre todo después de haberse detectado episodios de reactivación del virus de la hepatitis B o de la hepatitis autoinmune en pacientes con enfermedad de Crohn o con artritis bajo tratamiento con este fármaco42,43.

El TGFβ es una citocina/factor de crecimiento involucrada en la progresión de la lesión hepática. El TGFβ es esencialmente un citocina profibrótica que desempeña un papel fundamental en la activación de las células hepáticas estrelladas (HSC) y en el desarrollo de fibrogénesis44. En concreto, en respuesta al TGFβ liberado por las células de Kupffer, las HSC sufren un proceso de transdiferenciación desde un fenotipo quiescente almacenador de lípidos, a un fenotipo activado que se asemeja a un miofibroblasto. Una vez activadas, las HSC producen los principales componentes de la matriz extracelular, y secretan mediadores proinflamatorios (citocinas, quimiocinas…), los cuales activan las HSC circundantes y, por tanto, autoperpetúan el daño hepático. De hecho, algunos estudios experimentales demuestran que los ratones transgénicos que sobreexpresan TGFβ desarrollan fibrosis hepática de forma espontánea45, mientras que el bloqueo de su síntesis o de su mecanismo de señalización da lugar a un efecto antifibrogénico neto46.

La mayoría de procesos biológicos relacionados con la generación de energía por la mitocondria y las reacciones de detoxificación celular generan de forma inevitable radicales libres, moléculas altamente inestables que contienen un electrón desapareado y, por tanto, altamente reactivo47. Hay factores externos que aumentan la producción de radicales libres en nuestro organismo, como el consumo de tabaco y alcohol o las radiaciones ionizantes47. Los radicales libres más comunes son los productos derivados del metabolismo del oxígeno (espe- cies reactivas del oxígeno [ROS]) (tabla II) y del nitrógeno (especies reactivas del nitrógeno [RNS]). ROS y RNS pueden combinarse entre ellos dando lugar a especies más tóxicas o dañinas, como el anión peroxinitrito (ONOO—), un producto resultante de la reacción del anión superóxido (O2 —) y el óxido nítrico (NO). En el organismo, las ROS reaccionan ávidamente con sustratos orgánicos, como los lípidos, las proteínas y el ADN, dañando las células y promoviendo el desarrollo de diversas enfermedades47. Afortunadamente, nuestro organismo posee sistemas antioxidantes, como la superóxido dismutasa (SOD) o la glutatión peroxidasa, con capacidad de amortiguar los efectos de las ROS. En condiciones normales, el balance entre las ROS y los sistemas antioxidantes está equilibrado, pero en ciertas circunstancias puede haber una sobreproducción de ROS o un descenso de los sistemas antioxidantes, dando lugar a la aparición de estrés oxidativo y lesión celular47.

El estrés oxidativo ejerce un papel preponderante en la patogenia de la lesión hepatocelular. De hecho, se ha descrito una sobreproducción de ROS y un aumento de la peroxidación lipídica en pacientes con hepatitis alcohólica, esteatohepatitis y cirrosis48. De forma experimental, hay estudios que apoyan un papel central para el estrés oxidativo en la patogenia de la lesión hepática. En concreto, en el modelo de CCl4, en el cual la generación de radicales libres produce una lipoperoxidación hepática masiva, la administración de agentes antioxidantes, como el cinc, la vitamina E o el S-adenosil-metionina (SAME), es capaz de contrarrestar y atenuar el daño hepatocelular12.

Los mediadores lipídicos de inflamación son compuestos de naturaleza lipídica con bajo peso molecular y una gran actividad biológica. Representan una de las redes de comunicación celular más complejas del organismo. La biosíntesis de mediadores lipídicos se inicia generalmente en respuesta a un estímulo que induce a las células a utilizar los lípidos de su membrana celular para generar mediadores lipídicos que actúan como señales intracelulares o extracelulares. Un ejemplo paradigmático de esta clase de mediadores son los metabolitos del ácido araquidónico, un ácido graso poliinsaturado que se libera de los fosfolípidos de la membrana celular plasmática mediante la acción de la enzima fosfolipasa A249. Alternativamente, el pool de fosfolípidos de membrana puede ser metabolizado a 1-alquil-2-acetil-lisofosfatidilcolina o PAF, otro potente mediador lipídico50. Las concentraciones intracelulares de ácido araquidónico libre en células de mamíferos son normalmente muy bajas, ya que este ácido graso es rápidamente metabolizado a un grupo de compuestos que se denominan de forma genérica eicosanoides. En los mamíferos hay dos principales vías de metabolismo del ácido araquidónico: la vía de la ciclooxigenasa (COX) y la vía de las lipooxigenasas (LO), mediante las cuales se sintetizan la mayor parte de los eicosanoides biológicamente activos, como los prostanoides (PG y TX), los LT y los ácidos hidroxieicosatetraenoicos (HETE) (fig. 1)51,52.

Fig. 1.

Mediadores lipídicos de inflamación derivados del ácido araquidónico. Los fosfolípidos presentes en la membrana celular son transformados a un ácido graso de 20 átomos de carbono, el ácido araquidónico, el cual es oxidado de forma enzimática por las vías de la ciclooxigenasa (COX) y las lipooxigenasas (LO), o bien de forma no enzimática mediante la acción de los radicales libres a isoprostanos. Mediante la vía de la COX, de la cual hay dos isoformas (COX-1 y COX-2), el ácido araquidónico es transformado a las distintas prostaglandinas (PG) y tromboxano (TX) A2. La PGD2 es convertida de forma no enzimática a la 15- deoxi-PGJ2 (15d-PGJ2). Mediante la vía de las LO, la cual incluye la 5-, la 12- y la 15- LO, el ácido araquidónico da lugar a los ácidos hidroperoxieicosatetraenóicos 5-, 12-y 15-HpETE, que son posteriormente reducidos a 5-, 12- y 15-HETE, respectivamente. El 5-HpHETE también puede ser hidrolizado a LTB4 o bien convertido en LTC4/LTD4/ LTE4, los cisteinil-LT. En este esquema se resaltan en un cuadro sombreado los mediadores derivados del ácido araquidónico con implicación directa en el daño hepatocelular.

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Prostaglandinas ciclopentenonas

Un capítulo aparte lo constituyen las PG ciclopentenonas (cyPG), que son los productos no enzimáticos de la deshidratación de las PG (fig. 2). Las cyPG se caracterizan estructuralmente por la presencia de un grupo carbonilo no saturado altamente reactivo en el anillo ciclopentenona97. Las cyPG más relevantes desde el punto de vista biológico son las PG de la serie J2 (PGJ2, ¿12-PGJ2 y 15d-PGJ2), todas ellas derivadas de la PGD2. No se ha descrito hasta el momento ningún receptor que reconozca las cyPG, pero sí se ha demostrado que la 15d-PGJ2 es un ligando natural del PPARγ, cuya activación posiblemente medie las propiedades antiinflamatorias de esta CyPG98. De los efectos biológicos de las CyPG destacan principalmente las propiedades antiproliferativas y proapoptóticas mediadas por la modulación de H-Ras, MAPK y Akt99,100. Aparentemente, la fuente principal de 15d-PGJ2 es la isoforma COX-2. Nuestro laboratorio ha demostrado un aumento de los valores hepáticos de 15d-PGJ2 de forma paralela a la sobreexpresión de COX-2 durante la lesión hepática inducida por el CCl468. En este estudio, la inhibición de la COX-2 disminuyó significativamente la formación hepática de 15d-PGJ2 y confirió un estado de hepatoprotección. Estos resultados son consistentes con el hecho de que la 15d-PGJ2 aumenta el daño hepatocelular inducido por el alcohol alílico101.

Fig. 2.

Biosíntesis de prostaglandinas (PG) ciclopentenonas. La PGD2, que se genera mediante la acción secuencial de la ciclooxigenasa y la PGD sintasa, da lugar mediante mecanismos no enzimáticos de deshidratación a la PGJ2 ciclopentenona y sus derivados △12-PGJ2 y 15-deoxi-△12-14-PGJ2 (15d-PGJ2).

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