Descripción: Las mitocondrias juegan un papel vital en el metabolismo energético; en el interior se produce la fosforilación oxidativa en la cadena de transporte de electrones y la generación de equivalentes de reducción por el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA). La deficiencia de hemo producida por una síntesis reducida o un catabolismo acelerado provocaría un daño celular grave. Anteriormente, demostramos que los agentes porfirinogénicos afectaban a varios metabolismos en cerebro de ratones cepa CF1 y en un modelo genético murino de Porfiria intermitente aguda (AIP). El objetivo general de esta tesis fue estudiar los mecanismos por los cuales los anestésicos volátiles alteran el metabolismo mitocondrial. Los objetivos específicos fueron: I) Dilucidar el efecto de los anestésicos volátiles sobre la cadena respiratoria mitocondrial en el encéfalo de ratón. II) Comparar los resultados en animales con otros fármacos porfirinogénicos y en condiciones patológicas del precursor del metabolismo del hemo, ácido 5-aminolevulic (ALA). III) Evaluar, en el encéfalo del ratón, la posible relación entre la biosíntesis del hemo, el ciclo del ácido tricarboxílico y la cadena respiratoria. IV) Analizar la participación de la isoforma mitocondrial de la Óxido nítrico sintasa (mtNOS) en la regulación de la cadena respiratoria. Se observaron alteraciones bioquímicas en los Complejos de la cadena respiratoria que variaban según la cepa de ratones y la mutación. Los cambios observados en las actividades del ciclo de TCA darían como resultado una deficiencia de los equivalentes de reducción del donante, NADH y FADH2, y podrían justificar las alteraciones en las actividades de los Complejos de la cadena respiratoria informados anteriormente. Los resultados refuerzan nuestra resultados previos y apoyan la hipótesis de que habría más de un factor para explicar la patogénesis de los ataques agudos de la PAI además de confirmar la porfirinogenicidad de los anestésicos volátiles.

Descripción: Este trabajo de Tesis fue realizado utilizando ratas Wistar como animales deexperimentación y drogas tales como el hexaclorobenceno para inducir una porfiriacrónica, y la 2-alil-2-isopropilacetamida junto con el 3´,5´-dietoxicarbonil-1,4-dihidrocolidina, para modelar una porfiria aguda. Se logró así relacionar ambaspatologías modeladas con importantes alteraciones en diversos aspectos delmetabolismo de los hidratos de carbono (rutas anabólicas y catabólicas del glucógeno,de la glucosa y su transporte), del metabolismo oxidativo (que lleva a la producción deespecies reactivas de oxígeno, ROS), del triptófano (TRP) y de los glucocorticoides (GC) (niveles, síntesis y receptores), todos ellos campos que han sido muy pocoestudiados en las porfirias. Se establecen además inter-relaciones e inter-regulacionesmetabólicas y hormonales entre el metabolismo del hemo (que es donde las fallasgeneran la porfiria), los metabolismos recién mencionados, el de los GC y la insulina,con particular atención en la actividad de la fosfoenolpiruvato-carboxiquinasa (PEPCK),enzima regulatoria clave de la gluconeogénesis. Así los disturbios hormonales y metabólicos encontrados en los modelos tantode porfiria crónica como aguda, confluyen y dan cuenta de un descenso en ladisponibilidad de glucosa en el hepatocito que modularía la porfiria, exacerbando laenzima regulatoria del camino del hemo, ALA-sintetasa. Por otro lado sustentarían elporqué del efecto benéfico de la administración de glucosa en la terapia de las porfirias,especialmente de la porfiria aguda, que es la más crítica y provoca un riesgo de vida. Asimismo, es de destacar el efecto benéfico de la melatonina, reportado en elpresente trabajo, en los tres metabolismos investigados para la porfiria aguda. Así comola importante disrupción hormonal que se reporta a nivel de los GC tanto a nivelplasmático como en su síntesis adrenal y receptores hepáticos en el modelo crónico deporfiria cutanea tarda. También es mencionable la contribución de las ROS, TRP y GCal descenso de la PEPCK. Los resultados de esta Tesis tienen implicancias en el campode la toxicología, medicina y de la química biológica.

Descripción: Las Porfirias son enfermedades metabólicas producidas como consecuencia de alteraciones en la biosíntesis del Hemo. En la Porfiria Aguda Intermitente (PAI) se encuentra alterada la enzima Porfobilinógeno deaminasa (PBG-D); se caracteriza por ataques agudos con síndrome neuroabdominal. Los fármacos están involucrados en el desencadenamiento de esta Porfiria; entre ellos se encuentran los anestésicos. La acumulación de Ácido -aminolevúlico (ALA) contribuye a la manifestación neurológica. Con el fin de dilucidar los mecanismos que conducen a la neuropatía porfírica se utilizaron ratones knockout deficientes en la enzima PBG-D como modelo de PAI. Los objetivos específicos fueron: i) Investigar el efecto de anestésicos volátiles y de otras drogas porfirinogénicas sobre el metabolismo del hemo y otros metabolismos interrelacionados; ii) Evaluar la respuesta frente al sexo y la mutación utilizando ratones PAI (doble heterocigota) y T1 (homocigota); iii) Profundizar en la elucidación del mecanismo de acción de los anestésicos volátiles utilizando inductores o inhibidores del CYP2E1. La respuesta de los parámetros ensayados frente a los distintos agentes porfirinogénicos varió según el xenobiótico investigado, la mutación o el sexo de los animales. Los resultados indicarían que no habría sólo una causa para justificar el desencadenamiento del ataque agudo y entender las bases patofisiológicas que llevan al mismo.

Descripción: Las porfirias son desórdenes metabólicos causados por la deficienciaparcial primaria de alguna de las enzimas involucradas en el camino debiosíntesis del grupo hemo. En particular, las Porfirias Hepáticas Agudas,comprenden la Nueva Porfiria Aguda (NPA), Porfiria Aguda Intermitente (PAI),la Coproporfiria Hereditaria (CPH), y la Porfiria Variegata (PV). Individuos conestas patologías padecen ataques neuroviscerales. Por otra parte, en PV y CPHpueden aparecer además síntomas cutáneos. En cuanto a la naturaleza del ataqueporfirico, si bien no se conoce exactamente el mecanismo por el cual se generanlos disturbios neurológicos, se sabe que el precursor neurotóxico ALA puedeautooxidarse generando ROS. Siendo estas enfermedades genéticas, se describieron diversasmutaciones en los genes que codifican las enzimas deficientes. En este trabajonos focalizamos en el estudio molecular de la PV y diagnosticamos, mediante PCR y secuenciación automática, 10 nuevas familias Argentinas a nivelmolecular. Encontramos 5 mutaciones nuevas en la literatura mundial y otras 5previamente descriptas. Estas familias, sumadas a las anteriormente diagnosticadas en el CIPYP,elevan el total de familias Argentinas PV a 36. Comparamos los tipos demutaciones con el tipo de sintomatología en todas las familias, con el objeto dehallar alguna correlación entre dichos parámetros. Sin embargo, como ocurre enla mayoría de las poblaciones, no pudimos establecer una relación genotipofenotipoen nuestros pacientes. Con el objetivo de comprobar que la alteración genética presente en cadapaciente es efectivamente la causante de la patología, procedimos con lacaracterización funcional de las mutaciones nuevas. Empleando un sistema de expresión procariotico en el caso de las mutaciones missense y un sistema de minigenes en el caso de mutaciones de splicing, pudimos corroborar que lasprimeras reducen la actividad enzimática de la PPOX y que las segundasprovocan la exclusión del exón afectado durante el procesamiento del ARNm deeste gen. Las porfirias son patologías genéticamente heterogéneas y cada mutaciónes privativa de una o a lo sumo dos familias. En nuestro país se destaca lamutación c.1.042_1.043insT, dado que no sólo fue descripta únicamente en Argentina, sino que también está presente en el 40% de las familiasdiagnosticadas genéticamente. De esta forma, hipotetizamos la posible existenciade un ancestro común para la mutación en nuestra población y en función de éstarealizamos un análisis de haplotipos basado en microsatélites o STRs. Encontramos un haplotipo común a todos los pacientes portadores de la mutaciónen cuestión, el cual es significativamente diferente al de los controles y de otrospacientes PV. Así concluimos que existe un efecto fundador en nuestra poblaciónpara esta mutación en particular. Por último, teniendo en cuenta la relación existente entre el ataqueporfirico y el estrés oxidativo, nos propusimos estudiar parámetros de estrésoxidativo en pacientes y controles, con el fin de identificar algún marcador de ladisfunción neurológica. Los resultados obtenidos no son concluyentes dado queel número de individuos analizados es aún bajo y además porque se trata depacientes controlados y/o en tratamiento, cuyo sistema de defensa antioxidanteya logró, probablemente, adaptarse al cuadro porfirico.