Hippocampal mitochondrial dysfunction in experimental portal hypertension

LORES ARNAIZ, S.; PERAZZO, JC; PRESTIFILIPPO, J.P.; LAGO, N.; CZERNICZYNIEC, A.; BUSTAMANTE, J.; LEMBERG, A.

Pinamar, Buenos Aires, Argentina

Congreso; X Congreso Panamerican Association for Biochemistry and Molecular Biology, XLI Reunión Anual Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica, XX Reunión Anual Sociedad Argentina de Neuroquímica.; 2005

Panamerican Association for Biochemistry and Molecular Biology, Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica, Sociedad Argentina de Neuroquímica

La hipertensión portal es una de las principales complicaciones de la cirrosis hepática que frecuentemente conduce a una serie de alteraciones en el sistema nervioso central (encefalopatía hepática). El amonio plasmático se encuentra aumentado en la encefalopatía hepática humana; en modelos animales la hiperamonemia ha sido asociada con severo daño mitocondrial, alteración del balance energético y aumento en la formación de radicales libres. El objetivo de este estudio consistió en evaluar la función mitocondrial y la actividad de la óxido nítrico sintasa mitocondrial en hipocampo, utilizando un modelo experimental de hipertensión portal. Asimismo, se realizaron estudios morfológicos al microscopio electrónico a fin de evaluar los cambios en la ultraestructura mitocondrial. La hipertensión portal fue generada mediante la ligadura parcial de la vena porta. Catorce días luego de la operación, las ratas fueron sacrificadas. Se extrajo el hipocampo y se aislaron mitocondrias por técnicas de centrifugación diferencial. En mitocondrias aisladas se determinó  el consumo  oxígeno en estado 4 (en presencia de succinato) y en estado 3 (en presencia de succinato y ADP). La actividad y expresión de la mtNOS fue determinada en membranas submitocondriales de hipocampo. Los resultados bioquímicos fueron correlacionados con estudios de microscopía electrónica del área hipocampal. La concentración plasmática de amonio se encontró un 243% aumentada en el grupo de ratas hipertensas portales en comparación con las ratas control. En las ratas hipertensas portales, la velocidad de respiración en presencia de succinato se encontró un 29% disminuída en el estado 4 (respiración controlada) y un 42% en el estado 3 (respiración activa) y el control respiratorio disminuyó un 20%, indicando la presencia de mitocondrias disfuncionales. La actividad de la mtNOS se encontró disminuída en 46% en las ratas hipertensas portales, en comparación con las ratas control. Se observó una importante disminución en la expresión de la mtNOS en hipocampo de ratas hipertensas portales mediante ensayos de Western Blot. La disfunción mitocondrial en el hipocampo fue asociada con daños en la ultraestructura de las mitocondrias de astrocitos hipocampales y celúlas endoteliales. Se observó swelling de las mitocondrias, pérdida de crestas y ruptura de las membranas externa e interna mitocondrial en astrocitos y células endoteliales de la barrera hematoencefálica. Se concluye que en un aumento moderado en la concentración plasmática de amonio, que sigue a la hipertensión portal sería la causa primaria de las alteraciones observadas en las mitocondrias de hipocampo.