Efectos de ficotoxinas sobre el metabolismo de carbohidratos y la estructura celular de hepatocitos de rata

Abstract

El hígado de los mamíferos tiene, entre sus múltiples funciones, la labor de purificar los compuestos que le llegan a través de la circulación sanguínea. Además, constituye un verdadero sensor de los niveles de glucosa sanguínea y un lugar de depósito para el almacén de ésta molécula en forma de glucógeno. Estas características hacen de los hepatocitos células extremadamente interesantes para el estudio de métodos de seguimiento del metabolismo de la glucosa y del efecto de toxinas derivadas de proliferaciones algales nocivas que encuentran su diana en el sistema entero-hepático o bien ejercen efecto sobre el citoesqueleto de actina de estas células o de células entéricas, el cual constituye un pilar fundamental para el mantenimiento de su estructura y función. En la presente Tesis Doctoral desarrollamos un método no invasivo para el seguimiento del metabolismo de la glucosa mediante el empleo del derivado fluorescente de la D-glucosa 2-NBDG. Además, estudiamos la interrelación entre el citoesqueleto de actina y el metabolismo de la glucosa utilizando agentes que distorsionan el citoesqueleto de actina y hormonas que modifican los flujos de metabolismo de la glucosa. Encontrando que la distorsión del citoesqueleto de actina causada por la latrunculina A y la citocalasina B en hepatocitos Clone 9 trae consigo una inhibición de la degradación de glucosa. Sin embargo, el efecto del glucagon o de la insulina sobre el metabolismo de este monosacárido no está asociado a modificaciones en el contenido de actina filamentosa. Tambien fue objeto de estudio el efecto de toxinas inhibidoras de proteín fosfatasas como el ácido okadaico (AO) y la microcistina-LR (MC-LR) sobre la cinética de captación de glucosa para su comparación con el efecto del análogo del AO, el metilokadaato (MeOk), con escasa actividad inhibidora de proteín fosfatasas. Descubrimos así, que a diferencia del AO, el MeOk no afecta a la captación de glucosa por los hepatocitos, distanciando su actividad de la inhibición de la PP2A. Sin embargo, el MeOk resulta incluso más activo sobre el citoesqueleto de actina y el metabolismo celular de hepatocitos primarios que el mismo AO. Por otro lado, tanto el AO, el MeOk, la MC-LR y los análogos activos de pectenotoxinas (PTXs) alteran la configuración del citoesqueleto de actina e inducen un descenso en la tasa metabólica de los hepatocitos de rata. El AO, el MeOk y la MC-LR producen un redondeamiento celular y el despegado de las células desde el sustrato. Las PTXs desencadenan fuertes cambios en la citomorfología de los hepatocitos Clone 9, pertenecientes a una línea celular, pero casi inapreciables en los primarios. También se puso de manifiesto una clara relación entre la estructura y la actividad de los diferentes análogos de PTXs de modo que la ruptura del anillo lactona de la estructura de las PTXs las inactiva para ejercer su efecto sobre el citoesqueleto de actina y el metabolismo celular de los hepatocitos de rata. Además, en general, un incremento en el grado de oxidación del carbono 43 de la molécula de PTX provoca un descenso progresivo de la citotoxicidad sobre los hepatocitos primarios siguiendo este orden: PTX-2>PTX-1>PTX-6. Finalmente, la PTX-6, a diferencia de su análogo estructural PTX-9 es una molécula activa sobre la tasa metabólica y los microfilamentos de hepatocitos de rata en cultivo, pero inactiva frente a los hepatocitos Clone 9 y a las células de cáncer de colon humano CaCo-2.