Diabetes mellitus: impact on the pathophysiology, diagnose and treatment of the hepatic encephalopathy.

Abstract

Encefalopatía hepática La encefalopatía hepática (EH) es un disturbio potencialmente reversible, de causa metabólica, que ocurre en pacientes con enfermedad hepática aguda o crónica, y que consiste en una alteración del funcionamiento del sistema nervioso central. Entre el 30%-50% de pacientes cirróticos que no muestran síntomas de EH clínica presentan encefalopatía hepática mínima (EHM). La EHM es la primera alteración dentro del espectro de manifestaciones clínicas del síndro¬me de la EH. Se define como la presencia de defectos cognitivos en pacientes con enfermedad hepática, los cuales no son detectados en la exploración clínica habitual. La prevalencia de EHM oscila entre 25 y 33% de los pacientes cirróticos compensados y se asocia con el desarrollo de EH posterior. En cuanto a su patogénesis, el amonio juega un papel fundamental. Se produce por la deamidación de glutamina por la glutaminasa (GLS) en los enterocitos del intestino delgado y colon, así como a través de la hidrólisis de urea por las bacterias que están en el intestino. En el sistema nervioso central, los astrocitos son las únicas células capaces de metabolizar el amonio, ya que poseen glutamina-sintetasa que se encarga de convertir el glutamato y el amonio en glutamina (que, al ser osmóticamente activa, provoca la entrada de agua en el astrocito, generando edema). Por otro lado, la patofisiología de la EH está íntimamente relacionada con cambios en la barrera hemato-encefálica, a través de la respuesta inflamatoria sistémica. Durante la infección, las células de la microglía se activan y los astrocitos liberan citoquinas proinflamatorias (IL-6, TNF¿), las cuales son capaces de exacerbar las alteraciones neuropsicológicas inducidas por la propia hiperamonemia. Otra característica de TNF¿ es que influye en la permeabilidad de la barrera hemato-encefálica, lo cual favorece la difusión del amonio. De una manera similar, los niveles séricos de IL-6 se correlacionan con la presencia de EHM y su severidad. En este contexto, la diabetes mellitus (DM) y la resistencia a la insulina (RI) podrían tener una especial relevancia en la patogenia de la EH. En primer lugar, DM parece ser capaz de modular GLS. Watford et al. observaron que la actividad de la GLS estaba incrementada en riñón, hígado e intestino delgado de ratas diabéticas. En segundo lugar, DM y RI se caracterizan por la liberación de citoquinas proinflamatorias, particularmente TNF¿ y IL-6, lo que resulta en un incremento de la respuesta inflamatoria sistémica. El diagnóstico de EH es fundamentalmente clínico, mientras que para la EHM no se ha establecido un test estándar. PHES (Psychometric Hepatic Encephalopathy Score) combina cinco test psicométricos, cuya puntuación oscila entre -15 y +3, siendo el lími¬te que define la existencia de EHM -4 puntos. PHES puede ser usado para detectar la mayoría de alteraciones neuropsicológicas relacionadas con EHM, ya que evalúa la velocidad y precisión del movimiento, la percepción visual, la orientación espacial, la concentración, la atención y la memoria. Existe otro grupo de pruebas, clasificadas como neurofisiológicas. La medición de la frecuencia crítica de par¬padeo (FCP) se ha mostrado útil en el diagnóstico de la EHM. Consiste en pulsar un botón cuando el paciente nota que existe parpadeo en un punto luminoso en el in¬terior de unas gafas cerradas. El punto de corte se sitúa en 38 HZ, de manera que valores superiores se consideran normales y valores inferiores, patológicos. Por último, existen las pruebas bioquímicas. La prueba de la sobrecarga oral de glutamina (SOG) consiste en evaluar las concentraciones de amonio, tras la administración oral de glutamina (concentraciones >128 ¿g/dL a los 60 minutos son patológicas). La alteración de esta prueba origina un 25% más de riesgo de desarrollar EH. La lactulosa y el lactitol son los tratamientos de los que existen más datos, ya que han sido usados en práctica clínica desde hace tiempo. La lactulosa es metabolizada por las bacterias colónicas en ácido acético y ácido láctico, los cuales acidifican el medio (reduciendo el pH) y, por consiguiente, impiden el crecimiento de las bacterias productoras de amonio. Este efecto acidificador se suma a su efecto catártico y laxante (eliminando otro posible desencadenante, como es el estreñimiento). Por otro lado, la rifaximina se ha postulado como la mejor alternativa. Se trata de un antibiótico oral de amplio espectro y escasamente absorbible, lo que dificulta la aparición de efectos secundarios y de resistencias. La rifaximina mejora los resultados de los test psicométricos, la calidad de vida y la habilidad en la conducción de pacientes con EHM, así como la prevención de EH. Metformina La metformina es un antidiabético oral del grupo de las biguanidas, que representa un tratamiento de primera línea. Disminuye la glucemia fundamentalmente a través de la inhibición de la gluconeogénesis hepática (a través de la activación de AMP cíclico), disminuye la absorción de glucosa intestinal y aumenta la sensibilidad a insulina en tejidos periféricos. Estudios recientes indican que, además, tiene propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antiangiogénicas y de inhibición del crecimiento, reduciendo el riesgo de algunos tumores sólidos (próstata, colon, mama y páncreas). Las propiedades antiinflamatorias (principalmente, la disminución de citoquinas proinflamatorias y de estrés oxidativo) contribuyen a reducir la respuesta inflamatoria sistémica. Por otro lado, Chen et al. concluyeron que la metformina se asocia a una reducción en el riesgo de CHC, de una manera dosis-dependiente. La capacidad de la metformina para reducir los niveles de insulina y activar AMP cíclico representa, respectivamente, su mecanismo antioncogénico directo e indirecto. Además, se ha propuesto que la reducción de riesgo de CHC por metformina se debe a que: a) la fosforilación de AMP cíclico suprime la vía de señalización de Akt/mTOR, inhibiendo la proliferación celular; b) modula la expresión de citoquinas proinflamatorias, tales como TNF¿ y el estrés oxidativo; c) efectos antiproliferativos y antineoplásicos asociados a la inhibición de mTORC1.

2.- OBJETIVOS ¿ Objetivos primarios: o Evaluar, en la encefalopatía hepática mínima, la importancia de la inhibición de la actividad de la glutaminasa y la disminución de la resistencia a la insulina, mediante la administración de metformina. ¿ Objetivos secundarios: o Evaluar la eficacia y seguridad del tratamiento con metformina en pacientes con cirrosis hepática.

3.- MATERIAL Y MÉTODOS 3.1.-Estudio clínico Pacientes cirróticos y diabéticos tipo 2 de la Unidad de Gestión Clínica de Enfermedades Digestivas serán incluidos en el estudio. El inicio del estudio fue la primera visita a consulta de Hepatología o el primer ingreso hospitalario, y finalizó con el éxitus, el trasplante hepático o la encefalopatía hepática. Los criterios de exclusión fueron: edad inferior a 18 años, pacientes no diabéticos, pacientes diabéticos tipo 1, y pacientes en tratamiento antiviral activo. Los pacientes fueron clasificados en función de su experiencia con los sensibilizadores de insulina. De esta forma, los casos fueron los pacientes que estaban en tratamiento con metformina, mientras que los controles eran los pacientes cirróticos diabéticos que no estaban en tratamiento con metformina, y observamos aquellos que desarrollaban encefalopatía hepática. EHM se diagnosticó según PHES y FCP (HepatonormTM Analyzer (R&R Medi-Business Freiburg GmbH, Freiburg, Alemania). Los pacientes tuvieron EHM si PHES es < 4 o FCP < 38 Hz. Para la SOG, muestras sanguíneas fueron tomadas al inicio y a los 60 minutos tras la ingestión de glutamina (L-Glutamine, SHS S.A., España). El amonio fue medido mediante el método DaFonseca-Whollheim en un autoanalizador (Hitachi 911; Roche Diagnostics, Mannheim, Alemania). Se realizó un estudio genético que incluyó la longitud de microsatélites en la región 5¿UTR del gen de la glutaminasa, junto con el haplotipo TACC, según estudios previos. Además, definimos pacientes con alto riesgo de padecer EHM (PHES < -4 o CFF < 38 Hz), que fueron los que además tenían SOG patológica o desfavorable genética. Para ambos estudios, los análisis basales se realizaron con kits comerciales e incluyeron: insulina, glucosa, glucagón, TNFr2, leptina, adiponectina, AST y ALT. HOMA-IR será calculado [glucosa (mmol/L) * Insulina (IU/ml)/22.5]. El diagnóstico de cirrosis hepática se basó en hallazgos en biopsia hepática, ecografía abdominal, endoscopia oral y parámetros bioquímicos. Diabetes mellitus tipo 2 se diagnosticó según la American Diabetes Association: a) glucosa en ayunas >126 mg/dl; b) glucosa en plasma >200 mg/dl 2 horas después de un test de glucosa oral; y c) glucosa plasmática aleatoria >200 mg/dl en un paciente con síntomas típicos de hiperglucemia. El protocolo de ambos estudios fue aprobado por el comité ético del Hospital Universitario de Valme. 3.2.-Estudio experimental Llevamos a cabo un estudio experimental in vitro (ensayo enzimático y celular) para investigar la inhibición de la actividad de la glutaminasa, en función de diferentes concentraciones de metformina. En primer lugar, en un ensayo enzimático, probamos diferentes concentraciones de metformina (0, 10, 25, 50 and 100µM) con una concentración constante de glutamina (100mM). La producción de amonio se medió para determinar la actividad de la glutaminasa. En segundo lugar, utilizamos una línea celular Caco2 (American Type Culture Collection, ATCC) que fue mantenida en medio DMEM a pH 7.4, suplementado con suero fetal bovino 10%, 2.2 g/L HCO3Na, 100mM de piruvato sódico, 0.292 gr/L glutamina, 100 U/mL penicillina, 100 ¿g/mL estreptomicina y 0.25 ¿g/mL anfotericina, en medio húmedo a 5% CO2 y a 37°C. El ensayo celular se inició 24 horas antes de la siembra. Las células Caco2 (10000 células/cm2) fueron cultivadas en presencia de diferentes dosis de metformina (0, 20, 50, 100 and 200 mM) y se tomaron muestras a las 0, 24, 48 y 72 horas post-tratamiento. La actividad de la glutaminasa fue medida determinando la producción de amonio.

4.- CONCLUSIONES Como se ha observado a través de los diferentes artículos publicados y comunicaciones expuestas en diversos congresos nacionales e internacionales, la metformina es un fármaco útil, barato y seguro en la prevención del desarrollo de encefalopatía hepática en pacientes con cirrosis hepática, a través de la inhibición parcial de la actividad de la glutaminasa.