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Paraoxonasa, ¿algo más que una enzima?
88.830
Amaia Canales y Francisco J. Sánchez-Muniz
Departamento de Nutrición. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. Madrid. España.
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) constituyen la primera causa de muerte en los países desarrollados. La hipótesis de la peroxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) como mecanismo
desencadenante del proceso aterosclerótico ha promovido estudios
a fin de conocer los sistemas de que dispone el organismo para incrementar la defensa antioxidante y, por tanto, frenar la puesta en
marcha de la aterosclerosis. Entre ellos se encuentra la enzima paraoxonasa. Esta enzima está principalmente relacionada con las lipoproteínas de alta densidad (HDL) y parece contribuir al mantenimiento y
recuperación de la estructura y estado antioxidativo de las LDL. En
este trabajo se revisan los mecanismos implicados en la inducción y
acción de esta enzima, así como el lugar de su producción, los aspectos moleculares que la ligan a las HDL y las modificaciones por factores externos. La aplicación de técnicas genéticas, el descubrimiento
de diferentes polimorfismos de esta enzima, la posibilidad de incrementar mediante farmacoterapia y/o dietoterapia la actividad paraoxonásica ofrecen nuevas perspectivas de actuación a la hora de tratar y
prevenir las ECV.
Palabras clave: Paraoxonasa. Dieta. Fármacos. Genética. HDL. LDL.
Peroxidación.
Paraoxonase, something more than an enzyme?
Coronary heart disease is one of the major causes of death in developed countries. The hypothesis that peroxidation of low density lipoproteins (LDL) may be the initial step of the atherosclerotic process has
promoted numerous studies aimed at investigating the mechanisms
by which the body protects itself from such oxidative phenomena.
Among these mechanisms we find the paraoxanase (PON) enzyme,
which is quite thriving the last decades. This enzyme is principally associated with high density lipoproteins (HDL) but it also seems to
help LDL to recover their antioxidant status. This paper reviews different aspects concerning the mechanisms implicated in the induction
and activity of this enzyme, as well as its production, attachment to
HDL, and modifications of its activity due to external factors. The use
of genetic techniques, the study of the polimorphisms of the PON
enzyme and the possibility of increasing paraoxonase activity by means of pharmacotherapy and/or dietary therapy open new perspectives
with regard to coronary heart disease treatment and prevention.
Key words: Paraoxonase. Diet. Genetic. HDL. LDL. Peroxidation.
Pharmacoterapy.
La enfermedad cardiovascular (ECV) continúa siendo la
causa más importante de mortalidad y morbilidad en nuestra sociedad. En el año 2000, en España, 21.577 mujeres
murieron por enfermedades cerebrovasculares y 16.774 por
enfermedades isquémicas del corazón. Entre los varones, la
causa de muerte más frecuente sigue siendo la enfermedad
coronaria, con 22.541 defunciones durante el año 20001.
En EE.UU., cada año, cerca de 13 millones de personas
presentan ECV, un millón y medio tienen infarto de miocardio y unas 450.000 fallecen por ECV2.
Este trabajo ha sido subvencionado por el proyecto de investigación del
Ministerio de Ciencia y Tecnología (AGL2001 2398 C03-3-03).
Correspondencia: Prof. F.J. Sánchez-Muniz.
Departamento de Nutrición. Facultad de Farmacia.
Universidad Complutense de Madrid.
Pl. Ramón y Cajal, s/n. 20840 Madrid. España.
Correo electrónico: [email protected]
Recibido el 25-3-2003; aceptado para su publicación el 27-6-2003.
29
La enfermedad isquémica está causada por aterosclerosis,
un proceso inflamatorio caracterizado por disfunción endotelial que conduce a un engrosamiento fibrolipídico conocido como ateroma, que se complica la mayoría de las veces
con calcificación, trombosis sobreañadida producida por la
rotura de la placa y que se agrava por el incremento de los
valores de fibrinógeno que conducen a una marcada estenosis u oclusión arterial.
El estrechamiento de las arterias coronarias causa angor
pectoris, especialmente durante el esfuerzo, mientras que
su oclusión puede causar infarto de miocardio. En ambas
situaciones la demanda de oxígeno por el músculo cardíaco
supera con creces la oferta sistémica, lo que induce un proceso de isquemia3. Multitud de estudios epidemiológicos
han definido la presión arterial, el tabaquismo y la hipercolesterolemia como los 3 factores de riesgo primarios de la
enfermedad isquémica4. Así, la presión arterial es un factor
clave en el desarrollo de la aterosclerosis, ya que este proceso no se desarrolla en el circuito venoso5. El tabaquismo
disminuye la oferta de oxígeno6-8 a los tejidos, amén de inducir cambios negativos en el perfil lipoproteico9, trombogénesis
y agregación plaquetaria6-8. También la hipercolesterolemia
es crítica, ya que la ECV es poco prevalente en sociedades
con valores de colesterol inferiores a 4,6 mmol/l5. La piedra
angular del tratamiento de las ECV es su prevención a través de la modificación de los factores de riesgo. Metas razonables en la población para prevenir la ECV son dejar de
fumar, controlar la presión arterial y disminuir las concentraciones de colesterol, principalmente del colesterol asociado a las lipoproteínas de baja densidad (cLDL)10. No obstante, en la actualidad se han definido muchos otros marcadores de riesgo cardiovascular, entre los que destacan las
concentraciones elevadas de homocisteína11, la peroxidación de las LDL12, la presencia incrementada de LDL pequeñas y densas13, valores disminuidos de lipoproteínas de alta
densidad (HDL) asociados o no con hipertrigliceridemia14,
insulinorresistencia15 e hiperfibrinogenogenia16 entre otros.
Entre todos ellos destaca la presencia elevada de LDL peroxidadas y existe una amplia aceptación de que la oxidación
de las LDL desempeña un papel patogénico significativo en
la aterosclerosis. Entre enero de 1991 y finales de 1998 se
publicaron más de 1.000 trabajos en los que se trataba de
forma directa o indirecta la oxidación de las LDL17. Este número se ha multiplicado exponencialmente durante los últimos 4 años. Las LDL oxidadas contienen multitud de componentes que no están presentes en las LDL nativas17. Su
presencia y cantidad dependen de la naturaleza, tipo y extensión de la oxidación. Las LDL circulantes pueden estar
asociadas a lípidos oxidados, tales como hidroperóxidos lipídicos (LOOH) y otros productos de degradación18. Estas
LDL, durante el proceso de oxidación, pierden ácidos grasos
poliinsaturados (AGP) y/o antioxidantes, con la aparición de
lisofosfolípidos, oxisteroles y alteraciones marcadas en la
apolipoproteína (Apo) B100 (fragmentos proteolíticos) que
determinan que esta lipoproteína no sea reconocida (o lo
sea en menor cuantía) por los receptores de Goldstein y
Brown, pero sí (o en mayor cuantía) por receptores «barrenderos» (scavengers en terminología anglosajona)17.
Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
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CANALES A, ET AL. PARAOXONASA, ¿ALGO MÁS QUE UNA ENZIMA?
Monocito
LDL
Agregación plaquetaria
Adhesión
Endotelio
Factores
quimiotácticos
Disminución de
de la
la
Disminución
relajación (NO)
(NO)
relajación
Diferenciación
Captación por
macrófagos
Células espumosas
LDL
oxidada
Citotoxicidad
Aumento de la contractibilidad
de las células del músculo liso
Fig. 1. Formación de la estría grasa y mecanismos implicados. LDL: lipoproteínas de baja densidad; ON: óxido nítrico. (Modificada de Bruckdorfer30.)
Multitud de trabajos han señalado que los antioxidantes de
la dieta pueden afectar al valor de antioxidantes de las LDL
y del plasma y, por tanto, retrasar la oxidación de las LDL.
De hecho, los carotenoides son los primeros antioxidantes
en desaparecer durante la oxidación, lo que evita a su vez la
depleción muy rápida y excesiva de los tocoferoles de las
LDL12. A su vez, numerosos estudios epidemiológicos plantearon una correlación negativa entre la presencia de antioxidantes en plasma y la incidencia de ECV19-22. Sin embargo, la relación entre suplementación con vitamina E y
accidente cardiovascular no se observó en el estudio Heart
Outcomes Prevention Evaluation (HOPE)23. Por otra parte, la
mayoría de estos estudios asumen que los efectos de los
antioxidantes sobre las LDL demostrados in vitro pueden ser
capaces de inhibir la progresión de la enfermedad coronaria
in vivo. La controversia se extiende al hecho de que los antioxidantes, al ejercer como tales, se oxidan y pueden actuar
como prooxidantes24-26. Este aspecto ha sido señalado para
la vitamina E, particularmente en presencia de peroxidasas24. También se desconoce si la protección observada sobre la progresión de lesiones tempranas por el consumo de
antioxidantes tendría lugar en lesiones más avanzadas22.
El organismo cuenta además con mecanismos antioxidantes
muy potentes que evitan la propagación rápida de radicales
libres y que son capaces de recuperar muchas estructuras
afectadas por el daño peroxidativo27. Entre estos mecanismos ha surgido con una enorme fuerza la enzima paraoxonasa. En los últimos dos años esta enzima se ha determinado o tratado en unos 150 artículos científicos, y por tanto
merece que le dediquemos un pequeño capítulo enfocado a
revisar algunos aspectos de la enfermedad arterial con los
que se relaciona.
Placa de ateroma y oxidación de las LDL
La aterosclerosis se desarrolla durante años y tiene un origen multifactorial en el que están implicados factores genéticos y ambientales28,29. Entre estos últimos cabe destacar la
dieta, el ejercicio físico y el tabaco, que influyen de forma
decisiva en la cardiopatía isquémica, principal complicación
clínica de la aterosclerosis28,29. Aunque no existe total acuer-
538
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do sobre el orden de acontecimientos que suceden en la
aterogénesis, existe consenso en aceptar que es una enfermedad consistente en un proceso inflamatorio donde tiene
lugar una interacción entre las lipoproteínas aterogénicas,
fundamentalmente las LDL, los monocitos y otros leucocitos, las plaquetas y las células de la pared arterial29. En la
lesión aterosclerótica se afectan las células endoteliales y
los miocitos de la pared arterial, lo que induce la adhesión y
migración transendotelial de los leucocitos circulantes dentro de la pared vascular, la modificación de los procesos de
coagulación y fibrinólisis28,29. Por ello, es necesario mantener un adecuado funcionamiento del endotelio para evitar el
inicio y el desarrollo posterior de la lesión aterosclerótica.
En la figura 1 se esquematizan algunos de los aspectos clave que acontecen en las primeras fases de la enfermedad
arterial. La lesión aterosclerótica comienza con un depósito
lipídico en la pared vascular, proveniente fundamentalmente de las LDL, aunque también participan las lipoproteínas
de muy baja densidad (VLDL), lipoproteínas de densidad
intermedia (IDL), lipoproteínas (a) (Lp[a]), entre otras. Las
LDL ligeramente oxidadas (LDL-MM) son moléculas biológicamente activas, que incluyen, entre otros, 1-palmitoil2-(5-oxovaleril)-sn-glicero-3 fosfocolina (m/z 594.3), 1-palmitoil-2-glutaril-sn-glicero-3-fosfocolina (m/z 610.2) y otra
molécula derivada del 1-palmitoil-2-araquidonoil-sn-glicero3-fosfolina31, que inducen a las células endoteliales a producir sustancias quimioatractivas para que se produzca la
adhesión de moléculas y se segreguen factores estimulantes de colonias de monocitos29. De esta forma, algunos monocitos del torrente circulatorio pasarán al interior de la pared arterial y formarán parte del fluido inflamatorio reactivo
a la lesión. Los monocitos se transforman en macrófagos
que no poseen los mecanismos de retroalimentación negativa de otras células corporales, mediante los cuales la entrada de colesterol en la célula inhibe su colesterogénesis y la
expresión génica de receptores para Apo E/Apo B100. Estos
macrófagos van cargándose de material lipídico que se deposita en forma de gotas de grasa y se transforman en células espumosas (fig. 1). Las células espumosas se sitúan distalmente con respecto a la luz vascular y se origina la estría
grasa. En un futuro, si la lesión continúa y el proceso se
agrava, aparece una acumulación fibrolipídica o ateroma.
La placa de ateroma es la responsable de la estenosis de los
vasos, lo que provocará los síntomas clínicos de la enfermedad cardiovascular.
Como hemos comentado, entre los pasos que acontecen en
el desarrollo de las lesiones ateromatosas en las paredes
entoteliales, la oxidación de las LDL parece fundamental
para el desarrollo de la estría grasa. Enzimas como la óxido
nítrico sintasa, ciclooxigenasa, lipooxigenasa, citocromo
P450, metales como el hierro, productos de la cadena respiratoria y otros serán los causantes de la aparición y propagación de especies reactivas de oxígeno en la pared arterial
(fig. 2)32. Los radicales libres de oxígeno actúan oxidando
los fosfolípidos de las LDL que se encuentran en el espacio
subendotelial32, zona donde al parecer hay una menor concentración de antioxidantes33. Consecuentemente, la adición de oxígeno molecular en diferentes posiciones de los
fosfolípidos genera fosfolípidos multioxigenados. Cuando la
concentración de fosfolípidos oxidados se eleva, se produce
su fragmentación formando unas moléculas que inducen
una respuesta inflamatoria en la pared arterial32. Desde
hace un tiempo se ha propuesto que las HDL desempeñan
un papel antiaterosclerótico, no sólo por ser clave en el metabolismo de las lipoproteínas y en el transporte retrógrado
de colesterol, sino porque retiran componentes oxidados de
las LDL34 y de la pared arterial, y los transportan al hígado
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CE
LIE
CML
PA
Ciclooxigenasa
Citocromo P450
Oxidación mitocondrial
Hierro...
ROO•
•OOR
O
H HH H
R1 C O CH2
LDL
CH O C
Fosfocolina CH2
Inactivación
compuestos de las
MM-LDL
Fig. 2. Esquema de la peroxidación de
los fosfolípidos de las lipoproteínas de
baja densidad (LDL) y su inactivación
por los sistemas paraoxonasa y PAF-AH.
CE: células endoteliales; LEI: lámina
elástica interna; CML: células musculares lisas; PA: pared arterial; PAF-AH:
factor activador de plaquetas-acetilhidrolasa; MM-LDL: LDL ligeramente oxidadas. (Modificada de Navab et al32.)
R1 C O CH2
CH O C
PON
Fosfocolina-CH2 O HOO
O Biológicamente activo
R1 C O CH2
Inactivación
O
compuestos de las
CH O C
•C
PAF-AH
MM-LDL
Fosfocolina-CH O
para su eliminación por la bilis35. También las HDL disponen de mecanismos para controlar el estado antioxidante de
las LDL32. Si por diversos motivos los mecanismos protectores y/o antioxidantes fueran insuficientes, la lesión progresaría y la placa aterosclerótica se iría poco a poco instalando
en la pared arterial.
Dado que, como hemos comentado, los lípidos que se oxidan provienen fundamentalmente de las LDL, es lógico pensar que la grasa de la dieta condicione tanto la concentración como la susceptibilidad de las LDL a la oxidación33. Los
AGP son los ácidos grasos más fácilmente oxidables, mientras que los saturados didácticamente podemos decir que
no se oxidan. No obstante, aunque los AGP disminuyen la
concentración de LDL, la ingesta elevada de estos compuestos acompañada de consumo deficitario de antioxidantes puede afectar negativamente al estado oxidativo de estas partículas e incrementar su riesgo peroxidativo17,22. En la
actualidad se está resaltando la importancia del consumo
de aceites y grasas ricas en ácidos grasos monoinsaturados
(AGM), ya que ejercen un efecto hipocolesterolemiante potente36,37 e inducen además un menor riesgo peroxidativo
que la ingesta elevada de AGP. A su vez, los AGM disminuyen la síntesis del ADN de las células musculares y por tanto reducen la lesión, ya que en la lesión aterosclerótica se
produce una marcada proliferación de células musculares
lisas28,29. Se han definido otros muchos aspectos positivos
derivados del consumo de AGM, tales como el incremento
de la fibrinólisis38, la mejora de la resistencia a la insulina39
o la disminución de la presión arterial40, pero escapan del
contenido de esta revisión.
HDL y enzimas asociadas
Multitud de estudios epidemiológicos han señalado una relación inversa entre la concentración de HDL y el riesgo cardiovascular5. No obstante, estas lipoproteínas son muy heterogéneas, habiéndose definido varias subpoblaciones de
diferente composición lipídica y proteica y, por tanto, con
31
O
O
2
O(O)H
O(O)H
Biológicamente activo
Progresión de la oxidación
Compuestos biológicamente muy oxidados
en LDL altamente oxidadas
densidad, tamaño y propiedades diferentes41-43. De Oliveira
e Silva et al44 señalan que el 70 y el 20% de la masa proteica de las HDL está integrada, respectivamente, por Apo AI y
Apo AII. Dicha relación no es estable. Sánchez-Muniz et al45
comprobaron que esta relación variaba en mujeres posmenopáusicas dependiendo de la insaturación de la grasa dietética, incrementándose el porcentaje de Apo AII al ingerir
una grasa más saturada, fundamentalmente en las mujeres
hipercolesterolémicas. Según Fruchart et al41, existen 2 familias mayores de HDL que contienen Apo AI y Apo AII; las
que tienen sólo Apo AI se conocen como LpAI, mientras
que las que incluyen las 2 Apo A se denominan LpAI:Apo
AII46. Estas lipoproteínas presentan entre sí diferencias importantes. Así, resulta relevante que las proteínas que estimulan el transporte reverso de colesterol (lecitincolesterol
acetiltransferasa [LCAT]) y la proteína transferidora de ésteres de colesterol (CETP) estén presentes fundamentalmente
en las LpAI, pero no en las LpAII.
Por otro lado, se cree que la relación inversa existente entre
el riesgo de presentar lesiones cardiovasculares y los valores
de HDL probablemente se debe a la acción de enzimas asociadas a las HDL. Así, la enzima paraoxonasa 1 (PON-1) y
el factor activador de plaquetas acetilhidrolasa (PAF-AH)
protegen las LDL de la peroxidación31,32, mientras que la
LCAT participa en el transporte reverso del colesterol. Ambas acciones son beneficiosas a la hora de evitar o mejorar
la lesión ateromatosa. Además, se ha señalado en roedores
una correlación elevada y significativa entre los valores de
PON-1 y LCAT, lo que apunta a una importante interrelación entre ambas enzimas49 (fig. 3).
Sin embargo, hoy día aún no podemos explicar con certeza la
relación inversa entre enzimas ligadas a las HDL y el riesgo
cardiovascular. Se sabe, además, que estas enzimas están
asociadas solamente a una pequeña fracción de las partículas
HDL, aspecto que explica que algunos pacientes con concentraciones bajas de colesterol HDL no manifiesten clínicamente
aterosclerosis, mientras que otros con valores normales de colesterol HDL presenten lesiones ateroscleróticas prematuras50.
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insecticida paratión50, el diazoxón y gases nerviosos como el
sarín y somán entre otros sustratos)51. El esquema de la
reacción de hidrólisis del parathión se presenta en la figura 4.
En el organismo existen otras enzimas, como la seudocolinesterasa y la acetilcolinesterasa, que al actuar frente al paraoxón o diazoxón se unen a ellos de forma irreversible, lo
que imposibilita su futura actuación en reacciones en las
que éstas participan de forma habitual50. Por ello, a estos
sustratos se los denomina «sustratos suicidas». Sin embargo, el organismo ha desarrollado mecanismos para evitar tal
bloqueo enzimático. Así, la enzima PON es la enzima que
protege frente a la intoxicación por compuestos tales como
los organofosforados. Dado que la unión que se establece
entre la enzima PON-1 y tales sustratos es reversible, una
vez transcurrido un tiempo dicha enzima volverá a su estado original para ejercer su acción habitual50.
La enzima PON-1 es una enzima que se ha identificado en
los mamíferos y que no se encuentra en peces e invertebrados50. De hecho, hay una gran similitud en la organización
estructural de los genes PON-1 de humanos y de ratones,
de lo que se deduce su importancia metabólica en los mamíferos52-55.
No obstante, todavía no podemos hacer nada más que especular sobre esta enzima metabolizadora de ciertos xenobióticos y sobre su forma de actuación. Por ello se están
realizando estudios con el objetivo de conocer su ubicación
exacta, su actividad, el sustrato fisiológico sobre el que actúa, factores que modulan su acción, su expresión génica,
etcétera.
45
LCAT ([µmol CE/l.h])
40
r = 0,77
p < 0,0001
35
30
25
20
15
30
40
50
60
70
80
90
100 110
Paraoxonasa ([µmol/l].[min])
Fig. 3. Correlación entre las enzimas lecitincolesterol acetiltransferasa (LCAT)
y paraoxonasa 1 (PON-1). (Tomada de Kudchodkar et al49, con permiso del
Journal of Nutirition.)
C2H5O
S
NO2
P–O
C2H5O
S
C2HO
Paratión
C2H5O
Citocromo P450
O
P–OH
C2HO
Dietilfosfato
P–O
C2H5O
NO2
+
Paraoxonasa 1
Síntesis, distribución y almacenamiento
de PON-1
Paraoxón
NO2
OH
Aunque no se tiene certeza total, parece ser que la PON-1
es sintetizada, almacenada y secretada fundamentalmente
por el tejido hepático36. Aunque podemos encontrarla en hígado, cerebro, pulmón, corazón, riñones, intestino delgado
y aorta57,58, no sabemos si la enzima PON de estos tejidos
contribuye a la actividad plasmática49. Puesto que la actividad de la enzima PON-1 se correlaciona con los valores hepáticos del ARNm PON-1, se cree que la actividad sérica se
debe a la expresión hepática de esta proteína59,60. No se
cree que circule libre en el plasma61. En recién nacidos, la
actividad de la enzima es del orden de la mitad que en el
adulto; de hecho, durante el primer año es cuando se adquiere la actividad que se mantendrá relativamente elevada
el resto de la vida62,63. A pesar del estrés oxidativo que implica el nacimiento, los valores bajos de PON-1 presentes en
el recién nacido probablemente se deban a las bajas concentraciones de VLDL y LDL en ellos encontradas64,65, requiriéndose por tanto menos sistemas antioxidantes para proteger a las LDL del neonato. No obstante, sería interesante
comprobar si dicha enzima es inducida cuando se presenta
un estrés oxidativo incrementado, tal como ocurre en recién
nacidos pequeños para su edad gestacional.
p-nitrofenol
Fig. 4. Hidrólisis del paraoxón por la enzima paraoxonasa 1 (PON-1).
En la tabla 1 se resumen algunas de las características y
funciones de las enzimas asociadas a las HDL.
Como se comentará en detalle, la enzima PON-1 se encarga
de eliminar los productos de la oxidación de los fosfolípidos
de la LDL, mientras que sobre estos últimos actuaría la
PAF-AH promoviendo la hidrólisis de estas moléculas (fig.
2) para que no se dé la respuesta inflamatoria promovida
por las LDL-MM31.
Características generales de PON-1
Se ha propuesto a la enzima PON-1 (PON-1, EC3.1.8.1.
arildialquilfosfatasa) como una enzima que ejerce un efecto
antiaterogénico50. La enzima PON-1 es una enzima que hidroliza el enlace éster O-P del paraoxón (un metabolito del
TABLA 1
Enzimas asociadas a las lipoproteínas de alta densidad
Enzimas
Abreviatura
EC
Paraoxonasa 1
Paraoxonasa 2
Paraoxonasa 3
Acetilhidrolasa-factor activador de plaquetas
PON-1
PON-2
PON-3
PAF-AH
EC 3.1.8.1
EC 3.1.8.1
EC 3.1.8.1
EC 3.1.1.47
Lecitincolesterol acetiltransferasa
LCAT
EC 2.3.1.430
Función
Antioxidante, protector del estado antioxidante de las LDL
Antioxidante, protector del estado antioxidante de las LDL
Lactonasa
Antioxidante, eliminador de los productos e hidrólisis de los
fosfolípidos de las LDL
Esterificación del colesterol
EC: Enzyme Commission; LDL: lipoproteína de baja densidad; PAF-AH: factor activador de plaquetas-acetilhidrolasa.
540
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PON-1 y su relación con las HDL y apolipoproteínas
AI, AII, E y J
Al igual que la enzima PON-1, la Apo AI está estrechamente
relacionada con las HDL. Es el principal componente proteico de las HDL, ya que supone aproximadamente el 70% del
total proteico de estas partículas45,49. Se trata de una Apo
que en mamíferos se sintetiza en el hígado e intestino66. La
Apo AI madura es una proteína de 243 aminoácidos, que
entre sus residuos 99 y 230 está compuesta de una estructura repetitiva de 22 aminoácidos separados por residuos
de prolina66. Estas zonas tienen características anfipáticas,
siendo la zona polar la que entra en contacto con los lípidos
de la partícula HDL66. La Apo AI consta de un extremo aminoterminal66.
En 1961 Uriel67 detectó por primera vez, mediante electroforesis del suero humano, la actividad de la enzima PON-1
en inmunoprecipitados de HDL. Posteriormente otros investigadores confirmaron tales hallazgos. Sin embargo, no se
conocía con certeza si la enzima PON-1 era un componente
intrínseco de las HDL. Estudios posteriores de filtración en
gel fast protein liquid column chromatography (FPLC) revelaron que la enzima PON-1 está íntimamente asociada a la
fracción de HDL en el suero humano. Dado que la enzima
PON-1 se localiza exclusivamente en la superficie de las
partículas de HDL, se ha planteado que la Apo AI es un factor que condiciona dicha ubicación68. De hecho, al purificarla a partir de suero humano es muy difícil separar la enzima PON-1 de la Apo AI, lo que indica una estrecha
asociación61,69. No obstante, el uso de detergentes no iónicos ha permitido separarlas70,71.
La enzima PON-1 se asocia preferentemente a las partículas de HDL de tamaño normal; sin embargo, la estabilidad
tanto de la actividad como de la unión se ve reducida en
ausencia de Apo AI72.
En el suero de personas cuyas HDL carecen de Apo AI, carencia muy rara de la que hasta la fecha sólo se conocen
6 casos en el mundo73, también existe PON-1. Sin embargo,
su actividad es menos estable a 37 ºC72. De igual manera,
en enfermedades como la de Tangier o enfermedad en ojo
de pez en las que los valores de Apo AI y HDL están disminuidos, la actividad de la enzima PON-1 se compromete,
pero no llega a desaparecer totalmente61,74. Actualmente todavía no se dispone de estudios que confirmen la ubicación
y estabilidad de la enzima PON-1 humana en situaciones
de carencia completa de Apo AI, pero se piensa que es probable que la inestabilidad en la unión a las HDL ayude en la
transferencia de la enzima PON-1 a las células de la pared
arterial para proteger de la oxidación lipídica a los fosfolípidos de las LDL72.
La relación Apo AI-PON-1 está bastante bien establecida;
en cambio, la relación entre Apo AII y PON-1 no se conoce
bien. La Apo AII es la segunda mayor lipoproteína de las
HDL y, por tanto, constituyente principal de las HDL49,75. Se
sintetiza en el hígado como prepoapo AII y tras sufrir una
serie de modificaciones se convierte en Apo AII, para circular en plasma en forma de dímero de 2 cadenas de 77 aminoácidos unidas por puentes disulfuro76. Entre las subpoblaciones de HDL, como hemos comentado, existe una que
contiene Apo AI y Apo AII, denominada LpAI:AII, y otra que
sólo contiene AI (LpAI)41,75. La Apo AII está ubicada en una
subpoblación de HDL junto con la Apo AI. Sin embargo, a
diferencia de la Apo AI, la Apo AII no puede considerarse
marcador exacto de la enzima PON-1 en las HDL porque,
aunque la distribución de la Apo AII coincida en una gran
proporción con la de la enzima PON-1, esta proporción es
inferior a la encontrada para la Apo AI75.
33
En la actualidad se piensa que la Apo AII es inhibidora de la
LCAT, proteína de las HDL implicada en el transporte reverso de colesterol75. De hecho, aunque el consumo de aceites
saturados (en forma de oleína de palma) en mujeres posmenopáusicas aumenta las concentraciones de HDL, el incremento de Apo AII se ha asociado con un incremento del
riesgo aterogénico45. Es posible que, dado que la enzima
PON-1 se asocia a HDL enriquecidas en Apo AI y no a las
ricas en Apo AII, el efecto promotor de la formación de estrías grasas de las LpAI:AII41 esté asociado a su vez a la deficiencia de PON-1 de estas HDL. Sería de indudable interés comprobar tal hipótesis.
Al considerar la Apo E vemos que su distribución no coincide en la fracción de las HDL al 100% con la de la enzima
PON-1. Esto es debido a que la Apo E se encuentra también en otras lipoproteínas, tales como quilomicrones, VLDL
o IDL72. Por tanto, es lógico que la distribución de la enzima
PON-1 no se solape al 100% con la de Apo E. Este aspecto
apoya la creencia de que la PON-1 no se encuentre en las
LDL o en las VLDL, al contrario que la PAF-AH, que sí aparece en las LDL56. De hecho, la mayor parte de la actividad
PAF-AH reside en las LDL, mientras que la actividad detectada de esta enzima en las HDL es muy baja77,78.
Estudios epidemiológicos han demostrado satisfactoriamente que existe una correlación positiva y significativa entre la
actividad de la PON-1 y los valores de colesterol HDL (r =
0,473), de Apo AI (r = 0,947)69 y de Apo AII (r = 0,637)79.
Por tanto, estos datos apuntan a que la enzima PON-1 no
está distribuida homogéneamente en todas las subpoblaciones de HDL, sino que está asociada específicamente a algunas de ellas56.
PON-1, HDL y Apo J
Estudios más recientes proponen que la enzima PON-1 obtenida por inmunopurificación se localiza en una subfracción de las HDL donde, a su vez, se hallan la Apo AI y la
Apo J o clusterina68,80. La Apo J es una glucoproteína muy
glucosilada de unos 70 kD48 secretada por las células
HepG2 como lipoproteína, lo que indica su habilidad para
asociarse a estructuras lipídicas81. Se ubica junto con la Apo
AI y la PON en una subpoblación de HDL, concretamente
en las HDL3, y también en las lipoproteínas de muy alta
densidad (VHDL)80,82. Se ha planteado que la Apo J pudiera
tener además capacidad de asociarse a otras estructuras83,84. La Apo J interviene en la regulación y prevención de
la histólisis85, el transporte lipídico86, la apoptosis87,88 y la
protección de las membranas donde se expresa89,90. Todo
esto hace pensar que la Apo J es un factor protector del endotelio. De hecho, la concentración de esta Apo está aumentada en las fases agudas de la aterosclerosis. Algunos
autores conjeturan además que la Apo J circula unida a las
HDL con el propósito de regular el transporte y la redistribución lipídica91.
El estudio de Navab et al92 puso de manifiesto la actividad
antioxidante de la Apo J al incubar las LDL de las células de
la pared arterial con Apo J purificada. Esta Apo inhibió, de
forma dependiente de la dosis, la formación de hidroperóxidos de las LDL, la producción de la proteína-1-quimiotáctica
para monocitos (MCP-1) y la migración de monocitos. Todos estos datos hacen pensar que la Apo J puede reducir el
potencial oxidativo de las LDL en la pared arterial. El mecanismo más probable consistiría en la eliminación por la Apo
J de los productos de la oxidación lipídica asociados a las
LDL o que son producidos por las células33,93,94. Navab et
al92 han planteado que un aumento de la relación Apo
J/PON-1 en pacientes con cociente de riesgo colesterol toMed Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
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CANALES A, ET AL. PARAOXONASA, ¿ALGO MÁS QUE UNA ENZIMA?
PON-1
Apo AI
Fig. 5. Posible unión de la enzima paraoxonasa 1 (PON-1) a las lipoproteínas
de alta densidad (HDL) a través de un extremo aminoterminal (–) en colaboración con la apolipoproteína (Apo) AI. (Modificada de Sorenson et al61.)
tal/colesterol HDL normal sería un predictor de riesgo de
presentar aterosclerosis.
Por tanto, parece muy probable que la composición de las
Apo de las HDL, posiblemente a través de su relación con la
enzima PON-1, pueda afectar el desarrollo de fenómenos
ateroscleróticos.
Unión de PON-1 a las HDL
Se piensa que la enzima PON-1 se une a las HDL para poder distribuirse por el organismo de forma idónea y así llegar de forma óptima al lugar donde ejercerá su acción61. En
la figura 5 se presenta un esquema hipotético de la unión
de la enzima PON-1 a las HDL. La secuencia terminal hidrofóbica, compuesta por varios aminoácidos de la PON-1
parece necesaria para su unión con las HDL61. Al parecer,
se trata de una unión directa a los fosfolípidos, en lugar de a
través de la Apo AI (que también cuenta en su estructura
con una secuencia terminal hidrofóbica a través de la cual
se une a las HDL). No obstante, la Apo AI permite la presentación óptima del fosfolípido para que se una la enzima
PON-1 y se estabilice su actividad61. De esta forma, la PON1 se une a las HDL por los fosfolípidos y es retenida por el
péptido hidrofóbico terminal, que posibilita que la enzima
PON-1 pueda transferirse desde las HDL a otras superficies
fosfolipídicas61. Por otro lado, el extremo aminoterminal permite la unión directa a los fosfolípidos, incluso en ausencia
de Apo61. A su vez, la lipofilia del resto N-aminoterminal facilita la unión de la enzima a los sustratos que son hidrofóbicos61.
Mecanismo de acción de PON-1
Como ya hemos comentado, ni la estructura ni el sitio activo
de la enzima PON-1 se han determinado por el momento59.
Además, no se sabe si esta enzima contiene una tríada catalítica de aminoácidos similar a la encontrada en otras hidrolasas59,95. Por otro lado, es interesante resaltar que para
la acción catalítica de compuestos organofosforados la
PON-1 requiere condiciones diferentes que para ejercer la
acción antioxidante. De hecho, durante la hidrólisis del pa-
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Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
raoxón se necesita calcio, en primer lugar para mantener el
sitio activo y, en segundo lugar, para eliminar el dietilfosfato
del sitio activo, mientras que no se necesita la presencia del
grupo sulfidrilo libre de la cisteína de la posición 28355. No
obstante, este catión no parece ser imprescindible para que
la PON-1 ejerza un papel importante en la inhibición de la
formación de peróxidos96. Sin embargo, sí lo es la existencia
de un resto de cisteína en el aminoácido 28397. Además, la
modificación química de la cisteína inhibe la PON-159, lo
que podría deberse a que se requiere –SH para mantener
los residuos del centro activo en una disposición espacial
óptima59. Por tanto, teniendo en cuenta estas conclusiones,
puede conjeturarse que: a) acontecen cambios diferentes
en la estructura de la molécula enzimática al actuar sobre
uno u otro sustrato, o b) que la enzima cuenta con dos sitios activos: uno antioxidante dependiente de la presencia
de cisteína en la posición 283 y otro para la hidrólisis de
compuestos organofosforados dependiente del calcio.
Por el momento no hay evidencia alguna que muestre que
se produzca la unión directa de la enzima PON-1 a las LDL,
lo que apunta a que la protección antioxidante de las LDL
que ejerce la enzima PON-1 se produce mediante un intercambio lipídico entre estas 2 lipoproteínas, o que la enzima
PON-1 capta los productos resultantes de la oxidación lipídica61.
La PON-1, además de actividad paraoxonásica, también tiene actividad arilesterásica97 y lactonásica98; de hecho, durante la purificación de dicha enzima tiene lugar un incremento muy marcado tanto de la actividad paraoxonásica
como arilesterásica. Además, las dos isoformas Q y R pueden hidrolizar diversos compuestos, entre ellos algunas lactonas aromáticas como la dihidrocumarina y la 2-cumarona98. Se desconoce si el sitio activo de ambas es o no el
mismo, pero se piensa que tienen características comunes
del sitio activo.
Expresión génica de PON-1
Recientemente se ha demostrado que el gen PON-1 es
miembro de una familia de multigenes en los que también
se encuentran los genes PON-2 y PON-3, cuyas secuencias
aminoacídicas codificadas de la PON-2 y PON-3 son similares a la del gen PON-158. De hecho, las tres PON comparten aproximadamente un 65% de los aminoácidos99,100. Estudios de hibridación in situ han demostrado que el gen
PON-1 se localiza en los seres humanos en la posición q21.
3-q22.1 del brazo largo del cromosoma 799,101,102 y en el del
cromosoma 6 en ratones99,100.
La enzima PON-1 tiene 354 aminoácidos y un peso molecular de alrededor de 43 kD58,59. Muestra polimorfismo genético, de ahí que la actividad frente a los sustratos sea diferente en función de la isoforma que actúe. Hasta la fecha se
han definido 2 polimorfismos asociados a variaciones en los
codones para los aminoácidos 192 y 55103: el de la posición
192 (posición 191 para otros)104 lleva alanina/glutamina
(A/Q), y el polimorfismo del aminoácido 55, donde puede
hallarse una leucina o una metionina (M/L)104.
Al referirnos al aminoácido de la posición 192, hablaremos
de la isoenzima Q (de baja actividad frente al paraoxón)
cuando la posición 192 está ocupada por la glutamina, y de
la aloenzima R (de alta actividad frente al paraoxón) cuando
el aminoácido es la arginina105. Con anterioridad se les llamaba alelos A y B, respectivamente. Alrededor del 30% de los
caucasianos son individuos homocigotos para la aloenzima
R, mientras que cerca de un 40% son heterocigotos QR92.
La aloenzima R es más activa frente a sustancias como el
paraoxón56 y el metilparaoxón, mientras que la aloenzima Q
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TABLA 2
Diferentes isoformas de la paraoxonasa 1 y sustratos
que hidrolizan
Isoforma Q (A)
Más activa con
Isoforma R (B)
Más activa con
Isoformas Q y R
Actividad similar con
Diazoxón
Sarín
Somán
Peróxidos lipídicos
Paraoxón
Meilparaoxón
Clortion oxón
EPN oxón
Armina
Fenilacetato
Clopirifos oxón
2-naftilacetato
Adaptada de Mackness et al56.
TABLA 3
Distribución (%) de portadores de los alotipos Q y/o R
y L y/o M en controles y en pacientes con
hipercolesterolemia familiar
Genotipo
Hipercolesterolemia familiar
Controles
62,0
32,0
6,0
49,7
39,7
10,6
26,0
62,0
12,0
32,7
50
17,2
Alotipos Q/R
QQ
QR
RR
Alotipos L/M
LL
LM
MM
Adaptada de Tomás et al110.
lo es frente al diazoxón56 y los gases nerviosos sarín y somán. Ambas presentan una actividad similar cuando se trata del fenilacetato y 2-naftilacetato. Por tanto, no debe desdeñarse, como ya hemos comentado, que el mecanismo de
acción antiaterogénico de la enzima PON-1 sea diferente
del catalítico que manifiesta frente a ésteres aromáticos y
compuestos organofosforados (tabla 2)97.
A pesar de la información científica existente sobre los polimorfismos de la enzima PON-1, ésta no parece suficiente
para asociar la expresión génica de la PON-1 con el riesgo
de presentar ECV. Además, no sólo puede ser importante a
este respecto la enzima PON-1, ya que la enzima PON-2,
con sus polimorfismos, y posiblemente la enzima PON 3 y
otros genes interaccionan entre sí, de forma que si el sistema se desequilibra, la susceptibilidad de riesgo de presentar ECV se incrementa.
Con anterioridad se creía que el polimorfismo de la posición
55 no influía en el papel de la enzima PON-1 en el proceso
aterogénico; por ello, la mayoría de los estudios han centrado su atención en el polimorfismo a nivel del aminoácido
192. Sin embargo, se ha observado que el polimorfismo
192 modula la actividad de la enzima PON-1 frente a algunos sustratos exógenos, pero no frente a todos105,106. Leview
et al104 y Garin et al107 vieron que los portadores del alelo L
(leucina en la posición 55) tenían concentraciones de PON1 significativamente superiores a los portadores del alelo M
(metionina), lo que implicaba diferencias en la actividad de
la enzima PON-1 frente a ciertos sustratos.
Entre las diferentes hipótesis que se barajan para explicar
estos resultados figuran las siguientes: a) que la síntesis, expresión y/o degradación de la enzima PON-1 sea diferente
en función del alelo que lo exprese, o b) que la estabilidad
de los péptidos codificados por los alelos L y M sea diferente, pudiendo incluso llegar a afectar a la asociación de la
enzima PON con las HDL104.
Hasta la fecha se desconoce el mecanismo por el que el polimorfismo PON-1 puede influir en la susceptibilidad de presentar ECV. No obstante, se cree que la expresión de los
distintos alelos explica diferencias en las concentraciones
séricas de PON-1103. Así, puede afirmarse que los individuos homocigotos QQ/MM metabolizan más lentamente el
paraoxón que los homocigotos RR/LL, mientras que los heterocigotos manifiestan una actividad intermedia56,105,108,109.
En las tablas 3 y 4 se recogen datos referentes a la distribución de los alelos en pacientes con hipercolesterolemia
familiar frente a controles, y la variación de la actividad
PON-1 en función del genotipo y el tratamiento farmacológico.
Como hemos comentado, las HDL protegen a las LDL-MM
del daño oxidativo, pero el grado de protección es diferente
en función de la combinación de alelos existentes. Aunque
se trata de investigaciones aisladas, no de estudios prospectivos, se ha visto que la presencia del alelo R suele incrementar la probabilidad de presentar ECV56,103. Al parecer,
los portadores del alelo 192R PON-1 manifiestan una menor hidrólisis de peróxidos103,111 y por ello sería más efectivo
emplear como sustrato diazoxón que paraoxón, por lo que
la actividad diazoxonásica pudiera ser un mejor indicador
de ECV que la paraoxonásica.
Otras paraoxonasas: PON-2 y PON-3
Recientemente se ha comprobado que el producto del gen
PON-2 se localiza de forma abundante en hígado, cerebro,
riñones, testículos, etc.101. Además, el ARNm de la enzima
PON-2 se halla mayoritariamente en hígado, pulmones, placenta, testículos y corazón100. No obstante, al contrario que
para las enzimas PON-1 y PON-3, la PON-2 no se detecta
por análisis Western-Blot en las HDL ni en las LDL100.
No se conoce exactamente la función de la enzima PON-2,
pero la similitud de aminoácidos con PON-1 y PON-3 induce a pensar que debe de tener propiedades similares a
aquéllas. Pudiera ser que la PON-2 indujese una actividad
antioxidante innata en la mayoría de las células, independiente de su secreción100. Aunque aparentemente la proteína codificada por el gen PON-2 carece de actividad paraoxonásica, tiene capacidad antioxidante, ya que previene de
la peroxidación a los fosfolípidos de las LDL, revierte la oxi-
TABLA 4
Actividad de PON-1 en pacientes con hipercolesterolemia familiar, antes y después del tratamiento
con simvastatina en función del polimorfismo genético
Actividad PON-1 (U/l)
Antes
QQ
QR + RR
LL
LM + MM
118 (49)
262 (103)
236 (134)
148 (78)
Después
128 (49)
291 (133)
266 (166)
162 (80)
Efecto del fármaco
Incremento de la actividad
(p)
(%)
Q frente a R
Efecto del alelo
0,058
0,033
0,028
0,058
8,5
11
12,7
9,5
p = 0,28
L frente a M
p = 0,44
Adaptada de Tomás et al110.
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dación de las LDL-MM e inhibe la inducción quimiotáctica
de los monocitos por las LDL-MM100.
Recientemente se ha descubierto la existencia de polimorfismos genéticos para la enzima PON-2 que posiblemente también estén implicados en el riesgo de presentar ECV. Estos
polimorfismos se localizan en el codón 311 (cisteína o serina) y el codón 148 (alanina/glicina) (A/G) del gen PON-2101.
También recientemente se ha identificado el producto del
gen PON-3 en conejos. Se trata de una lactonasa que se localiza en las HDL112. La enzima PON-3, al igual que el PON1, parece asociarse a las HDL99. Después de clonar el gen
PON-3, se ha visto que la proteína que codifica dicho gen
no metaboliza el paraoxón99. Se trata de una proteína de
unos 40 kDa, sintetizada en el hígado, de la que hasta la fecha no se han identificado polimorfismos genéticos99. Su
acción consiste en evitar la formación de las LDL-MM e inhibir la quimiotaxis de monocitos inducida por estas lipoproteínas modificadas en la pared vascular99.
Por otro lado, sería interesante conocer si las PON-1 y PON3 coexisten en las mismas o en diferentes subpoblaciones
de HDL. La PON-3 se encuentra en el riñón, pero no la
PON-1, por lo que a pesar de lo que se cree podrían tener
distinta función metabólica99. A diferencia de la enzima
PON-1, la PON-2 y PON-3 carecen de actividad PON y arilesterásica (o tienen muy poca), por lo que no podemos
considerar la actividad PON una característica común de
los miembros de la familia PON98. Es por tanto necesario dilucidar el porqué de la distinta forma de actuación de estas
3 proteínas en la aterogénesis.
Principales factores que afectan a la actividad
y concentración de PON-1
En la actualidad se ha defendido que la actividad y concentración sérica de la enzima PON-1 pueden variar debido a
otros factores diferentes del genotipo61. Así, se ha definido
que la actividad paraoxonásica es menor en situaciones metabólicas relacionadas con ECV, como la diabetes mellitus113,114 y la hipercolesterolemia113.
También la actividad PON-1 disminuye con la edad, debido
probablemente a un incremento del estrés oxidativo110 que
comporta el envejecimiento115 o a la tendencia a las concentraciones más bajas de HDL en ancianos116.
La actividad y concentración de la enzima PON-1 varía dependiendo del sexo. Además, la mayor concentración de
Apo AI y HDL en las mujeres podría hacer que los complejos PON-1-Apo AI-Apo J formados fueran en ellas más estables117. Además, los cambios hormonales parecen estar relacionados con dichas modificaciones, ya que la actividad
PON varía paralelamente al uso de anticonceptivos
orales117. A su vez, el embarazo, las alteraciones hormonales y los trastornos metabólicos que condicionan cambios
en las concentraciones de la Apo AI modifican los parámetros relacionados con la enzima PON-161.
Por otro lado, no abundan los estudios que analicen el posible efecto de fármacos sobre la actividad y concentración
de la enzima PON. Se ha visto que los individuos con hipercolesterolemia familiar que no están tratados con fármacos
hipolipemiantes muestran una actividad sérica de la enzima
PON-1 inferior a la de sujetos normolipémicos110. Al someterlos a un tratamiento con simvastatina, la actividad sérica
de dicha enzima se eleva hasta alcanzar valores similares a
los de los individuos control110. Se desconoce el mecanismo
exacto por el que esto ocurre, pero se ha postulado que dicho fármaco ejerce un efecto antioxidante sobre los lípidos
oxidados de las LDL a través de las HDL, concretamente a
través de las poblaciones Apo J-HDL y no AI-HDL, ya que la
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simvastatina no modifica los valores de Apo AI110. Además,
la simvastatina disminuye el estrés oxidativo y por ello aumenta la actividad de la enzima PON-1110. Al estudiar en ratas la cerivastatina (estatina recientemente retirada del mercado por los problemas relacionados con la randomiólisis y
muerte súbita), se vio que el efecto antioxidante de las estatinas era independiente de las concentraciones de colesterol118. Por un mecanismo aún no conocido, la cerivastatina
disminuía la actividad de la enzima PON en estos animales,
resultado algo desconcertante si partimos de la base de que
la enzima PON protege frente a la aterosclerosis y que las
estatinas son los fármacos antiateroscleróticos por excelencia. Este descenso pudiera ser fruto de un mecanismo
adaptativo, consecuencia de la disminución producida por
la cerivastatina de los triglicéridos y peróxidos lipídicos, por
lo que desaparecerían los sustratos para que actuara la enzima PON-1118. Se desconoce el mecanismo y si este efecto
es reproducible para otras estatinas. Por ello, cabe pensar
que entre los fármacos hipolipemiantes y la actividad de la
PON-1 existe cierta relación, todavía no esclarecida. Así, algunos estudios97,110 conjeturan un aumento de la actividad
de PON-1, mientras que otros no119,120. En la tabla 5 se resumen los datos relativos a la actividad de la PON-1 y tratamientos hipolipemiantes en 3 estudios.
Al igual que los fármacos, la dieta modula también la actividad y concentración de la enzima PON-1. Hasta el momento los datos de que disponemos son escasos para poder generalizar y, por ello, se requiere un mayor número de
investigaciones relacionadas. Así, podría pensarse que el
consumo de antioxidantes mejora el estado paraoxonásico,
pero los datos son controvertidos, ya que, mientras que la
ingesta de vitaminas C y E parece incrementar la actividad
de la enzima PON-1120, el consumo elevado de vegetales,
teóricamente ricos en antioxidantes, disminuye su actividad122. La razón de esta divergencia se desconoce, pero podría ocurrir que la enzima PON-1 no comience a actuar
hasta que los antioxidantes se agoten. Por tanto, en individuos que ingieren dietas vegetarianas que aportan concentraciones suficientes de antioxidantes, no se requeriría la
actuación de la enzima PON-1 y, por tanto, no sería necesaria su inducción génica. Este planteamiento parece lógico;
sin embargo, sólo podemos formularlo como hipótesis.
En humanos se ha encontrado que el consumo de alcohol,
independientemente del tipo de bebida alcohólica, aumenta
los valores de PON-1123. Por otro lado, en humanos también
se ha visto un descenso de actividad de la enzima PON-1
de alrededor de un 16% cuando se ingieren dietas que contienen aceite reutilizado de frituras repetidas124. También se
ha observado un descenso en la actividad PON-1 de ratones cuando se les administra una dieta aterogénica125,126.
Kudchodkar et al49 han señalado que la actividad paraoxonásica en ratas es más elevada en animales que consumen
aceite de oliva que en los que reciben grasas saturadas o
aceites de pescado. El mecanismo no está claro y los autores señalan que el incremento de la actividad PON-1 está
altamente correlacionado (r = 0,77; p < 0,0001) con la esterificación del colesterol a través de la enzima LCAT (fig.
3). Dado que el aceite de oliva incrementa la concentración
de HDL y de LCAT, podría postularse que el aumento de
PON-1 promovido por el consumo de aceite de oliva sería
dependiente per se de las concentraciones de HDL más
que de la peroxidación. Por su parte, el aceite de pescado
induciría valores mas bajos de HDL y la mayor insaturación
de la grasa redundaría en mantener bajos los valores de
PON-1. Menos claros son los valores más bajos de PON-1
en el período de ingesta de oleína de palma, pues las concentraciones de HDL se incrementan. No obstante, se ha
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TABLA 5
Efectos del tratamiento con fármacos hipolipemiantes sobre la modificación de la actividad de PON-1
Estudio
Población de estudio
Durrington et al119
Balogh et al121
Tomás et al110
22 varones
34 mujeres
56,27 (8,91)
28,87 (4,65)
Diabetes mellitus tipo 2
Intervención farmacológica, sin
placebo, en control
Gemfibrozilo
25 varones
39 mujeres
56,98 (11,42) (intervalo, 21-86)
26,83 (84,17) (intervalo, 15,04-35,63)
Hipercolesterolemia familiar
Intervención farmacológica, control
aleatorio, sin placebo en control
Simvastatina
Sustrato(s) PON-1
22 varones
7 mujeres
56 (intervalo, 35-68)
28,4 (intervalo, 24-40)
Hiperlipoproteinemia IIb
Cruzado, doble ciego y placebo
en control
Bezafibrato
Gemfibrozilo
Paraoxón
Paraoxón
Variación de la actividad PON-1
(%)
Conclusión
Gemfibrozilo: +7,1%; NS
Bezafibrato: +10,6%; NS
Sin efecto negativo
+18,5%; p < 0,001
Paraoxón
Fenilacetato
PON-1: +12,3%; p = 0,005
AE: +8,8%; NS
La actividad PON-1 es similar en
controles y pacientes con HF
después de tratamiento
Edad (años)
IMC (kg/m2)
Enfermedad
Tipo de estudio
Fármacos estudiados
La elevación significativa no alcanzó
la actividad PON-1 de los individuos
control
IMC: índice de masa corporal; PON-1: paraoxonasa 1; NS: no significativo; AE: actividad arilesterásica; HF: hipercolesterolemia familiar.
constatado que el estado oxidativo de las LDL es más bajo9,
lo que demandaría una menor protección antioxidante y,
por tanto, menores concentraciones de PON-1.
El tabaco es otro factor cuyo impacto es relevante en la actividad de la enzima PON-1. Según diversos estudios, el tabaco parece disminuir su actividad127,128.
Cabe también conjeturar que ciertas enfermedades relacionadas con una mala ventilación y en las que se produce estrés oxidativo modifiquen la actividad paraoxonásica, como
la enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Sin embargo,
esto es sólo una hipótesis. De hecho, en nuestra búsqueda
bibliográfica no hemos encontrado datos al respecto.
Conclusión y futuros estudios
Si bien es cierto que cada experimento revela algo nuevo
sobre la PON-1 en cuanto a ubicación, actividad, polimorfismo, etc., los datos disponibles en la actualidad no parecen
totalmente fiables y sólo son orientativos. Los últimos estudios aportan novedades que, más que verificar las hipótesis
planteadas en el pasado, lo que hacen es plantear nuevas
hipótesis que requieren confirmación, mientras que las postuladas en un pasado siguen sin dilucidarse.
Así pues, han pasado años desde que se descubrió la PON1 y, a fecha de hoy, todavía se desconoce su ubicación
exacta. Se sabe que se relaciona con las HDL, la Apo AI y la
Apo J pero, en situaciones especiales como en las deficiencias de Apo AI, se desconoce el mecanismo por el que esta
enzima se asocia a las HDL. A este respecto se han apuntado posibles mecanismos, pero nada ha sido confirmado,
siendo por tanto sólo hipótesis.
En cuanto al polimorfismo genético que aparece para dicha
enzima y que influye sobre la susceptibilidad de presentar
ECV, los datos disponibles a día de hoy son más bien contradictorios. La mayoría de las investigaciones han planteado que la relación entre polimorfismo y ECV se debe principalmente al polimorfismo a nivel del aminoácido 192, y que
el polimorfismo 55 parece no estar relacionado con la susceptibilidad de presentar ECV. Sin embargo, según los últimos estudios104,107 podría ser que el polimorfismo 55 influyera en dicha susceptibilidad incluso más que lo que lo
hace el 192. Es tal el desconocimiento en este campo que
los diferentes investigadores ni siquiera coinciden en la nomenclatura de las isoformas de la PON-1. Algunos hablan
de la isoforma Q cuando aparece una glutamina en el aminoácido 192, lo que otros denominan alelo A, y de isoforma
37
R o alelo B cuando el aminoácido existente es arginina.
Coinciden en la nomenclatura para el polimorfismo 55, donde los aminoácidos que varían son la metionina o la leucina.
El genotipo parece no ser suficiente a la hora de establecer
una relación fiable en cuanto a la susceptibilidad o no a
presentar ECV. Por ello, parece razonable recurrir al estudio
del fenotipo, en espera de descubrir nuevos parámetros que
permitan dilucidar las cuestiones que hoy por hoy carecen
de respuesta.
Por otro lado, la relación dieta-PON-1 goza de un interés especial. Como ya se ha dicho anteriormente, valores elevados
de actividad de la PON-1 parecen indicar cierto grado de
protección aterosclerótica; de hecho, en enfermedades
como la diabetes tipo 2 o en hiperlipemias los títulos bajos
de PON-1 incrementan la probabilidad de padecer un trastorno aterosclerótico. Según esto, parece lógico pensar que
valores bajos de PON-1 impliquen susceptibilidad aterosclérotica. Sin embargo, también sabemos que una dieta sana,
que incluye el consumo de cantidades elevadas de vegetales, ayuda a proteger frente a la aterosclerosis. Paradójicamente, se ha visto que en individuos con una dieta rica en
productos vegetales los títulos de la PON-1 son inferiores a
los de los individuos controles118. Se ha intentado explicar
estos resultados subrayando el hecho de que las dietas saludables llevan más antioxidantes y, por tanto, en estas condiciones la enzima PON-1 puede no ser necesaria.
También se ha empezado a trabajar con los productos de
los genes PON-2 y PON-3, de los que se conoce bastante
menos que los de la PON-1.
Por tanto, podemos concluir que hacen falta más estudios
que confirmen las hipótesis formuladas hasta la fecha, así
como otros datos que permitan solucionar las dudas existentes sobre la PON-1, enzima que, aunque todavía no bien
conocida, desempeña muy probablemente un papel importante en la protección de la ECV.
Agradecimiento
Agradecemos la aportación de los datos facilitados por algunos autores, como M. Tomás y M.I. Mackness.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Instituto Nacional de Estadística. Defunciones según la causa de muerte. Marzo 2003. Disponible en: http://www.ine.es
2. American Heart Association: 2000 heart and stroke statistical update.
Dallas: American Hearth Association, 2000; p. 1-10.
Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
545
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 04/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
CANALES A, ET AL. PARAOXONASA, ¿ALGO MÁS QUE UNA ENZIMA?
3. Saénz de la Calzada C. Fisiopatología de la isquemia miocárdica y sus
consecuencias. En: Sáenz de la Calzada C, Zarco P, editores. Cardiopatía isquémica. Barcelona: Doyma S.A., 1985; p. 69-83.
4. Castrillo JM. Factores de riesgo de enfermedad vascular. En: De Oya
M, director. Metabolismo lipídico. Investigación en Biomedicina. Madrid: I. M. & C., 1994; p. 39-47.
5. Schaefer EJ. 2001 lipoproteins, nutrition, and heart disease. Proceeding of Increasing High Density Lipoproteins: The Next Frontier in
Heart Disease Reduction? Seminars in Atherosclerosis at Tufts University; March 30. Boston, 2001; p. 1-56.
6. Jover E. El tabaco como factor de riesgo cardiovascular. Drugs of Today 1988;24(Suppl 1):151-5.
7. Zevin S, Saunders S, Gourlay SG, Jacob P, Benowitz NL. Cardiovascular effects of carbon monoxide and cigarette smoking. J Am Coll Cardiol 2001;38:1633-8.
8. Smith CJ, Fischer TH. Particulate and vapor phase constituents of cigarette mainstream and risk of myocardial infarction. Atherosclerosis
2001;158:257-67.
9. Cuesta C, Sánchez-Muniz FJ, García-La Cuesta A, Garrido R, Castro A,
San Félix B, et al. Effects of age and cigarette smoking on serum concentrations of lipids and apolipoproteins in a male military population.
Atherosclerosis 1989;80:33-9.
10. US Department of Health and Human Services. Public Health Service.
National Institutes of Health. National Heart, Lung, and Blood Institute.
NIH Publication n.o 01-3305, May 2001.
11. González-Gross M, Sola R, Castillo MJ. Folato: una vitamina en constante evolución. Med Clin (Barc) 2002;119:627-35.
12. Esterbauer H, Gebicki J, Puhl H, Jürgens G. The role of lipid peroxidation and antioxidants in oxidative modifications of LDL. Free Radical
Biol Med 1992;13:341-90.
13. Seman LJ, DeLuca C, Jenner JL, Cupples LA, McNamara JR, Wilson
PW, et al. Lipoptotein (a)-cholesterol and coronary heart disease in the
Framingham Heart Study. Clin Chem 1999;45:1039-46.
14. Gotto AM Jr. High-density lipoprotein colesterol and triglycerides as
therapeutic targets for preventing and treating coronary artery disease.
Am Heart J 2002;144:S33-S42.
15. Jover E. Factores de riesgo cardiovascular en la infancia y adolescencia. En: De Oya M, Garcés C, editores. Enfermedades cardiovasculares. Nutrición, genética y epidemiología. Madrid: Doyma S.L., 2000;
p. 5-28.
16. Sehnal E, Slany J. Fibrinogen-the key to familial EC or just another shadow in Plato’s allegory? Eur Heart J 2002;23:1231.
17. Parthasarathy S, Santaman N, Ramachandran S, Meilhac O. Oxidants
and antioxidants in atherogenesis: an appraisal. J. Lipid Res 1999;
40:2143-57.
18. Staprans I, Rapp JH, Pan XN, Feingold KR. Oxidized lipids in the diet
are incorporated by the liver into very low density lipoproteins in rats. J
Lipid Res 1996;37:420-30.
19. Gaziano JM, Hatta A, Flynn M, Johnson EJ, Krinsky NI, Ridker PM, et
al. Supplementation with beta-carotene in vivo and in vitro does not
inhibit low density lipoprotein oxidation. Atherosclerosis 1995;112:
187-95.
20. Gey KF, Moser UK, Jordan P, Stahelin HB, Eichholzer M, Ludin E. Increased risk of cardiovascular disease at suboptimal plasma concentrations of essential antioxidants: an epidemiological update with special attention to carotene and vitamin C. Am J Clin 1993;57:787S-97S.
21. Gey KF. Cardiovascular disease and vitamins. Concurrent correction of
«suboptimal» plasma antioxidant levels may, as important part of «optimal» nutrition, help to prevent early stages of cardiovascular disease
and cancer, respectively. Bibl Nutr Dieta 1995;52:75-91.
22. Alonso R. Vitaminas, antioxidantes. Controversias actuales. En: De Oya
M, Garcés C, editores. Metabolismo lipídico. Sociedad y colesterol. Madrid: IDEPSA, 1997; p. 201-9.
23. The Heart Outcomes Preventions Evaluation Study Investigators. Vitamin E supplementation and cardiovascular events in high-risk patients.
N Engl J Med 2000;342:154-60.
24. Santaman N, Parthasarathy S. Paradoxical actions of antioxidants in
the oxidation of low density lipoproteins by peroxidases. J Clin Invest
1995;95:2594-600.
25. Haberland ME, Fless GM, Scanu AM, Fogelman AM. Malondialdehyde
modification of lipoprotein (a) produces avid uptake by human monocyte-macrophages. J Biol Chem 1992;267:4143-51.
26. Endemann G, Stanton LW, Madden KS, Bryant CM, White RT, Protter
AA. CD36 is a receptor for oxidized low density lipoprotein. J Biol Chem
1993;268:11811-6.
27. Mataix J, Rodríguez J, Quiles JL, Ochoa JJ, Battino M, López M. Aceite
de oliva y estado oxidativo celular. En: Mataix J, editor. Aceite de oliva
virgen: nuestro patrimonio alimentario (vol. 2). Granada: Universidad
de Granada y Puleva Food, 2001; p. 37-78.
28. Gil A, Ramírez MC, Aguilera CM, Mataix J. Aceite de oliva y sistema
cardiovascular I: aterosclerosis. En: Mataix J, editor. Aceite de oliva virgen: nuestro patrimonio alimentario (vol. 2). Granada: Universidad de
Granada y Puleva Food, 2001; p. 79-107.
29. Ross R. Atherosclerosis an inflammatory disease. N Engl J Med 1999;
340:115-26.
30. Bruckdorfer KR. Free radicals, lipid peroxidation and atherosclerosis.
Curr Op Lipidol 1990;1:529-35.
546
Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
31. Watson AD, Leitinger N, Navab M, Faull KF, Horkko S, Witzum JL, et
al. Structural identification by mass spectrometry of oxidized phospholipids in minimally oxidized low density lipoprotein that induce monocyte/endothelial interactions and evidence for their presence in vivo. J
Biol Chem 1997;272:13597-607.
32. Navab M, Berliner JA, Watson AD, Hama SY, Territo MC, Lusis AJ, et
al. The Yin and Yang of oxidation in the development of the fatty streak.
A review based on the 1994 George Lyman Duff Memorial Lecture. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1996;16:831-42.
33. Witzum JL. Role of oxidized low density lipoprotein in atherogenesis. Br
Heart J 1993;69:12-8.
34. Parthasarathy S, Barnett J, Fong LG. High density lipoprotein inhibits
the oxidative modification of low-density lipoprotein. Biochem Biophys
Acta 1990;1044:275-83.
35. Smith LL. Review of progress in sterol oxidations. Lipids 1996;31:453-87.
36. Dietchy JM. Dietary fatty acids and the regulation of plasma low density
lipoproteins colesterol concentrations. J Nutr 1998;128:444S-8S.
37. Cuesta C, Ródenas S, Merinero MC, Rodríguez-Gil S, Sánchez-Muniz
FJ. Lipoprotein profiles and serum peroxide levels of aged women consuming palmolein or oleic acid-rich sunflower oil diets. Eur J Clin Nutr
1998;52:675-83.
38. Pérez-Jiménez F, Castro P, López Miranda J, Paz-Rojas E, Blanco A,
López-Segura F, et al. Circulating levels of endotelial function are modulated by dietary monounsaturated fat. Atherosclerosis 1999;
145:351-8.
39. Pérez-Jiménez F, López Miranda J, Pinillos D, Velasco MJ, Castro P,
Ostos M, et al. A high-MUFA and a NCEP diet decrease the insulin resistance in young healthy subjects. Circulation 1998;90:193S.
40. Salas J, López Miranda J, Jansen S, Zambrana JL, Castro P, Paniagua
JA, et al. La dieta rica en grasa monoisaturada modifica beneficiosamente el metabolismo de los carbohidratos y la presión arterial. Med
Clin (Barc) 1999;113:765-9.
41. Fruchart JC, De Geteire C, Delfly B, Castro GR. Apolipoprotein A-containing lipoprotein particles and reverse cholesterol transport: Evidence
for connection between cholesterol efflux and atherosclerosis risk.
Atherosclerosis 1994;110:S35-S9.
42. Fruchart JC, Ailhaud G. Apolipoprotein A-containing lipoprotein particles: physiological role, quantification, and clinical significance. Clin
Chem 1992;38:793-7.
43. Asztalos BF, Roheim PS, Milani RL, Lefevre M, McNamara JR, Horvath
KV, et al. Distribution of Apo A-I-containing HDL subpopulations in patients with coronary heart disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol
2000;20:2670-6.
44. De Oliveira e Silva ER, Kong M, Han Z, Starr C, Kass EN, Hank Juo SH,
et al. Metabolic and genetic determinants of HDL metabolism and hepatic lipase activity in normolipidemic females. J Lipid Res 1999;
40:1211-21.
45. Sánchez-Muniz FJ, Merinero MC, Rodríguez-Gil S, Ordovás JM, Ródenas
S, Cuesta C. Dietary fat saturation affects apolipoprotein AII levels and
HDL composition in postmenopausal women. J Nutr 2002;132:50-4.
46. Rader DJ, Castro G, Zech LA, Fruchart JC, Brewer HB Jr. In vivo metabolism of apolipoprotein A-I on high density lipoprotein particles LpA-I
and LpA-I, A-II. J Lipid Res 1991;32:1849-59.
47. Watson AD, Navab M, Hama SY, Sevanian A, Prescott SM, Stafforini
DM, et al. Effect of platelet-activating factor-acetylhydrolase on the formation and action of minimally oxidized low-density-lipoprotein. J Clin
Invest 1995;95:774-82.
48. Forte TM, Oda MN, Knoff L, Frei B, Suh J, Harmony JA, et al. Targeted
disruption of the murine lecithin:cholesterol acyltransferase gene is associated with reductions in plasma paraoxonase and platelet-activating
factor acetylhydrolase activities but not in apolipoprotein J concentration. Lipid Res 1999;40:1276-83.
49. Kudchodkar BJ, Lacko AG, Dory L, Fungwe TV. Dietary fat modulates
serum paraoxonase 1 activity in rats. J Nutr 2000;130:2427-33.
50. Durrington PN, Mackness B, Mackness MI. Paraoxonase and atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001;21:473-80.
51. Davies HG, Richter RJ, Keifer M, Broomfield CA, Sowalla J, Furlong
CE. The effect of the human serum paraoxonase polymorphism is reversed with diazoxon, soman and sarin. Nat Genet 1996;14:334-6.
52. Clendenning JB, Humbert R, Green ED, Word C, Traver D, Furlong CE.
Structural organization of the human PON 1 gene. Genomics 1996;
35:586-9.
53. Li WF, Matthews C, Disteche CM, Costa LG, Furlong CE. Paraoxonase
(PON 1) gene in mice: sequencing, chromosomal localisation and development expression. Pharmacogenomics 1997;7:137-44.
54. Sorenson RC, Primo-Parmo SL, Camper SA, La Du BN. The genetic
mapping and gene structure of mouse paraoxonase/arylesterase. Genomics 1995;30:431-8.
55. Sorenson RC, Primo-Parmo SL, Kuo CL, Adkins S, Lockridge O, La Du
BN. Reconsideration of the catalytic center and mechanism of mammalian paraoxonase/arylesterase. Proc Natl Acad Sci USA 1995;
92:7187-91.
56. Mackness MI, Mackness B, Durrington PN, Fogelman AM, Berliner J,
Lusis AJ, et al. Paraoxonase and coronary heart disease. Curr Opin Lipidol 1998;9:319-24.
57. Ozols J. Isolation and complete covalent structure of liver microsomal
paraoxonase. Biochem J 1999;338:289-93.
38
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 04/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
CANALES A, ET AL. PARAOXONASA, ¿ALGO MÁS QUE UNA ENZIMA?
58. Primo-Parmo SL, Sorenson RC, Teiber J, La Du BN. The human serum
paraoxonase/arylesterase gene (PON 1) is one member of a multigene
family. Genomics 1996;33:498-509.
59. Mackness MI, Mackness B, Durrington PN, Connelly PW, Hegele RA.
Paraoxonase: biochemistry, genetics and relationship to plasma lipoproteins. Curr Opin Lipidol 1996;7:69-76.
60. Shih DM, Gu L, Hama S, Xia YR, Navab M, Fogelman AM, et al. Genetic-dietary regulation of serum paraoxonase expression and its role in
atherogenesis in a mouse model. J Clin Invest 1996;97:1630-9.
61. Sorenson RC, Bisgaier CL, Aviram M, Hsu C, Billecke S, La Du BN.
Human serum paraoxonase/arylesterase’s retained hydrophobic n-terminal leader sequence associates with HDLs by binding phospholipids:
apolipoprotein A-I stabilizes activity. Arterioscler Thromb Vasc Biol
1999;19:2214-25.
62. Mueller RF, Horning S, Furlong CE, Anderson J, Giblett ER, Motulsky
A. Plasma paraoxonase polymorphism, a new enzyme assay: population, family, biochemical and linkage studies. Am J Hum Genet 1983;
35:393-408.
63. Playfer JR, Eze LC, Bullen MF, Evans DAP. Genetic polymorphism and
interethnic variability of plasma paraoxonase activity. J Med Genet
1976;13:337-42.
64. Sánchez-Muniz FJ, Cuesta C, Bastida S, Perea S, Moya M. Perfil lipoproteico en una muestra seleccionada de neonatos a término del estudio Toledo. An Pediatr (Esp) 1994;40:173-80.
65. Bastida S, Sánchez-Muniz FJ, Cuesta C, Perea S, Aragonés A. Male
and female cord blood lipoprotein profile differences throughout the
term-period. J Perinatal Med 1997;27:184-91.
66. Calleja L, Trallero MC, París A, Iturralde M, Osada J. Regulación de la
expresión de la apolipoproteína AI. En: De Oya M, director. Metabolismo lipídico. Investigación en Biomedicina. Madrid: I. M. & C., 1994;
p. 307-15.
67. Uriel A. Characterisation descholinesterases et d’autres esterases carboxylique après electrophorese et immunoelectrophorese en gleose I:
applications a l’étude des esterases dy serum humain normal. Ann Inst
Pasteur 1961;101:104.
68. Blatter MC, James RW, Messmer S, Barja F, Pometta D. Identification
of a distinct human high-density lipoprotein subspecies defined by a lipoprotein-associated protein, K-85: identity of K-85 with paraoxonase.
Eur J Biochem 1993;211:871-9.
69. La Du BN, Novais J. Human serum organophosphatase: biochemical
characteristics and polymorphic inheritance. En: Reiner E, Aldrige WN,
Hoskin FCG, editors. Enzymes hydrolysing Organophosphorus compounds. Chichester: Ellis-Horwood, 1989; p. 41-52.
70. Kuo CL, La Du BN. Comparison of purified human and rabbit serum
paraoxonases. Drug Metab Dispos 1995;215:127-38.
71. Gan KN, Smolen A, Eckerson HW, La Du BN. Purification of human
serum paraoxonase/arylesterase. Evidence for one esterase catalyzing
both activities. Drug Metab Dispos 1991;19:100-6.
72. Noto H, Hashimoto Y, Satoh H, Hara M, Iso-o N, Togo M, et al. Exclusive association of paraoxonase 1 with high-density lipoprotein particles
in apolipoprotein A-I deficiency. Biophys Res Commun 2001;289:395401.
73. Takata K, Saku K, Ohta T, Takata M, Bai H, Jimi S, et al. A new case of
apo AI deficiency showing codon 8 nonsense mutation of the apo AI
gene without evidence of coronary heart disease. Arterioscler Thromb
Vasc Biol 1995;15:1866-74.
74. James RW, Garin MC, Calabresi L, Miccoli L, Von Eckardestein A, TillyKiesi M, et al. Modulated serum activities and concentrations of paraoxonase in high density lipoprotein deficiency states. Atherosclerosis
1998;139:77-82.
75. Tailleux A, Duriez P, Fruchart JC, Clavey V. Apolipoprotein A-II, HDL
metabolism and atherosclerosis. Atherosclerosis 2002;164:1-13.
76. Brewer HB Jr, Lux SE, Ronan R, John KM. Amino acid sequence of
human apoLp-GlnII (apo AII), an apolipoprotein isolated from the highdensity lipoprotein complex. Proc Natl Acad Sci USA 1972;69:1304-8.
77. Stafforini DM, Carter ME, Zimmerman GA, McIntyre TM, Prescott SM.
Lipoproteins alter the catalytic behaviour of the platelet-activating factor
acetylhydrolase in human plasma. Proc Natl Acad Sci USA 1989;
86:2393-7.
78. Tselepis AD, Dentan C, Karabina SAP, Chapman MJ, Ninio E. PAF-degrading acetylhydrolase is preferentially associated with dense LDL and
VHDL1 in human plasma. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1995;
15:1764-73.
79. Boman H. Cholinesterase, arylesterase and lipoprotein parameters in
twins. Acta Genet Med Gemellol 1980;29:281-7.
80. Kelso GJ, Stuart WD, Richter RJ, Furlong CE, Jordan-Starck TC, Harmony JAK. Apolipoprotein J is associated with paraoxonase in human
plasma. Biochemistry 1994;33:832-9.
81. Choi-Miura NH, Takahashi Y, Nakano Y, Tobe T, Tomita M. Identification of the disulfide bonds in human plasma proteins SP-40, 40 (apolipoprotein-J). J Biochem (Tokyo) 1992;112:557-61.
82. Jennes DE, Lowin B, Petisch MC, Bottchert A, Schmitz G, Tschopp J.
Clusterin (complement lysis inhibitor) forms a high density lipoprotein
complex with apolipoprotein AI in human plasma. J Biol Chem 1990;
266:11030-6.
83. Jordan-Starck TC, Witte DP, Aronow BJ, Harmony JAK. Apolipoprotein
J: a membrane policeman? Curr Opin Lipidol 1992;3:75-85.
39
84. Choi-Miura NH, Ohtaki ST, Nakamura H, Isgizawa S, Takagi Y, Gomi K,
et al. Elevated complement activities of sera from patients with high
density lipoprotein deficiency (Tangier disease): the presence of normal level of clusterin and the posible implication in the atherosclerosis.
Clin Exp Immunol 1993;93:242-7.
85. Tschopp J, French LE. Clusterin: modulation of complement function.
Clin Exp Immunol 1994;97:11-4.
86. Rosenberg ME, Silkenson J. Clusterin: physiologic and pathophysiologic considerations. Int J Biochem Cell Biol 1995;27:633-45.
87. Wong P, Pineault J, Lakins J, Taillefer D, Leger J, Wang C, et al. Genomic organization and expression of the rat TRMP-2 (clusterin) gene, a
gene implicated in apoptosis. J Biol Chem 1993;268:5021-31.
88. French LE, Wohlwend A, Sappino AP, Tschopp J, Schifferli A. Human
clusterin gene expression is confined to surviving cells during
in vitro programmed cell death. J Clin Invest 1994;93:877-84.
89. Witte DP, Aronow BJ, Stauderman WD, Stuart MA, Clay RA, Gruppo
SH, et al. Platelet activation releases megakaryocyte-synthesized apolipoprotein J, a highly abundant protein in atheromatous lesions. Am J
Pathol 1993;143:763-73.
90. Jordan-Starck TC, Lund SD, Witte DP, Aronow BJ, Ley CA, Stuart WD,
et al. Mouse apolipoprotein J: characterization of a gene implicated in
atherosclerosis. J Lipid Res 1994;35:194-210.
91. Jenne DE, Lowin B, Peitsch MC, Bottcher A, Schmitz G, Tschopp J.
Clusterin (complement lysis inhibitor) forms a high density lipoprotein
complex with apolipoprotein A-I in human plasma. J Biol Chem
1991;266:11030-6.
92. Navab M, Hama-Levy S, Van Lenten BJ, Fonarow GC, Cardinez CJ,
Castellani LW, et al. Oxidized LDL induces an increased apolipoprotein
J/paraoxonase ratio. J Clin Invest 1997;99:2005-19.
93. Steinberg D, Parthasarathy S, Carew TE, Khoo JC, Witzum JL. Beyond
cholesterol. Modifications of low-density lipoprotein that increase its
atherogenicity. N Engl J Med 1989;915-24.
94. Parthasarathy S. Modified lipoproteins in the pathogenesis of atherosclerosis. Austin: R. G. Landes Co., 1994; p. 91-119.
95. Mackness B, Durrington PN, Mackness MI. Human serum paraoxonase. Gen Pharmacol 1998;31:329-36.
96. Mackness MI, Arrol S, Abbott C, Durrington PN. Protection of low-density lipoprotein against oxidative modification by high-density lipoprotein associated paraoxonase. Atherosclerosis 1993;104:129-35.
97. Aviram M, Billecke S, Sorenson R, Bisgaier C, Newton R, Rosenblat M,
et al. Paraoxonase active site required for protection against LDL oxidation involves its free sulfhydryl group and is different from that required
for its arylesterase/paraoxonase activities: selective action of human paraoxonase allozymes Q and R. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998;
18:1617-24.
98. La Du BN. Is paraoxonase-3 another HDL-associated protein protective
against atherosclerosis? Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001;21:467-8.
99. Reddy ST, Wadleigh DJ, Grijalva V, Ng C, Hama S, Gangopadhyay A, et
al. Human paraoxonase-3 is an HDL-associated enzyme with biological
activity similar to paraoxonase-1 protein but is not regulated by oxidized lipids. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001;21:542-7.
100. Ng CJ, Wadleigh DJ, Gangopadhyay A, Hama S, Grijalva VR, Navab M,
et al. Paraoxonase-2 is a ubiquitously expressed protein with antioxidant
properties and is capable of preventing cell-mediated oxidative modification of low density lipoprotein. J Biol Chem 2001;276:44444-9.
101. Mochizuki H, Scherer SW, Xi T, Nickle DC, Majer M, Huizengra JJ, et
al. Human PON 2 gene at 7q21. 3: cloning, multiple mRNA forms, and
missense polymorphisms in the coding sequence. Gene 1998;
213:149-57.
102. Humbert R, Adler DA, Distecke CM, Hassert C, Omiecinski CJ, Furlong
CE. The molecular basis of the human serum paraoxonase activity
polymorphism. Nat Genet 1993;3:73-6.
103. Imai Y, Morita H, Kurihara H, Sugiyama T, Kato N, Ebihara A, et al. Evidence for association between paraoxonase gene polymorphisms and
atherosclerotic diseases. Atherosclerosis 2000;149:435-42.
104. Leviev I, Negro F, James RW. Two alleles of the human paraoxonase
gene produce different amounts of mRNA. An explanation for differences in serum concentrations of paraoxonase associated with the (LeuMet54) polymorphism. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1997;17:2935-9.
105. Davies HG, Richter RJ, Keifer M, Broomfield CA, Sowalla J, Furlong CE.
The effect of the human serum paraoxonase polymorphism is reversed
with diazoxon, soman and sarin. Nature Genetics 1996;14:334-6.
106. La Du BN. Human serum paraoxonase/arylesterase. In: Kalow W, editor. Pharmacogenetics of Drug Metabolism. New York: Pergamon
Press, 1992; p. 51-91.
107. Garin MC, James RW, Dussoix P, Blanche H, Passa P, Froguel P, et al.
Paraoxonase polymorphism Met-Leu54 is associated with modified serum concentrations of the enzyme. A possible link between the paraoxonase gene and increased risk of cardiovascular disease in diabetes. J
Clin Invest 1997;99:62-6.
108. Mackness B, Mackness MI, Arrol S, Turkie W, Durrington PN. Effect of
the molecular polymorphism of human paraoxonase (PON 1) on the
rate of hydrolysis of paraoxon. Br J Pharmacol 1997;112:265-8.
109. Adkins S, Gan KN, Mody M, La Du BN. Molecular basis for the polymorphic forms of human serum paraoxonase/arylesterase: glutamine
or arginine at position 191, for the respective A or B allozymes. Am J
Hum Genet 1993;52:598-608.
Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
547
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 04/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
CANALES A, ET AL. PARAOXONASA, ¿ALGO MÁS QUE UNA ENZIMA?
110. Tomás M, Senti M, García-Faria F, Vila J, Torrents A, Covas M, et al.
Effect of simvastatin therapy on paraoxonase activity and related lipoproteins in familial hypercholesterolemic patients. Arterioscler Thromb
Vasc Biol 2000;20:2113-9.
111. Hegele RA, Brunt JH, Connelly PW. A polymorphism of the paraoxonase gene associated with variation in plasma lipoproteins in a genetic
isolate. Arteriocler Thromb Vasc Biol 1995;15:89-95.
112. Draganov DI, Stetson PL, Watson CE, Billecke SS, La Du BN. Rabbit
serum paraoxonase 3 (PON 3) is a high density lipoprotein-associated
lactonase and protects low density lipoprotein against oxidation. J Biol
Chem 2000;275:33435-42.
113. Mackness MI, Harty D, Bhatnagar D, Winocour PH, Arrol S, Ishola M,
et al. Serum paraoxonase activity in familial hypercholesterolaemia and
insulin-dependent diabetes mellitus. Atherosclerosis 1991;86:193-9.
114. Abbott CA, Mackness MI, Kumar S, Boulton AJ, Durrington PN. Serum
paraoxonase activity, concentration, and phenotype distribution in diabetes mellitus and its relationship to serum lipids and lipoproteins. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1995;15:1812-8.
115. Milochevitch C, Khalil A. Study of the paraoxonase and platelet-activating factor acetylhydrolase activities with aging. Prostaglandins Leukot
Essent Fatty Acids 2001;65:241-6.
116. Garrido JA. Manejo de la dislipidemia en ancianos y mujeres. En: De
Oya M, Garcés C, editores. Enfermedades cardiovasculares. Nutrición,
genética y epidemiología. Madrid: Doyma S.L., 2000; p. 71-85.
117. Duverger N, Rader D, Brewer HB. Distribution of subclasses of HDL
containing apo AI without apo AII (LpA-I) in normolipidemic men and
women. Arterioscler Thromb 1994;14:1594-9.
118. Beltowski J, Wojcicka G, Mydlarczyk M, Jamroz A. Cerivastatin modulates plasma paraoxonase/arylesterase activity and oxidant-antioxidant
balance in the rat. Pol J Pharmacol 2002;54:143-50.
119. Durrington PN, Mackness MI, Bhatnagar D, Julier K, Prais H, Arrol S,
et al. Effects of two different fibric acid derivatives on lipoproteins, cholesteryl ester transfer, fibrinogen, plasminogen activator inhibitor and
548
Med Clin (Barc) 2003;121(14):537-48
120.
121.
122.
123.
124.
125.
126.
127.
128.
paraoxonase activity in type IIb hyperlipoproteinaemia. Atherosclerosis
1998;138:217-25.
Turay J, Grniakova V, Valka J. Changes in paraoxonase and apolipoprotein A-I, B, C-III and E in subjects with combined familiar hyperlipoproteinemia treated with ciprofibrate. Drugs Exp Clin Res 2000;
26:83-8.
Balogh Z, Seres I, Harangi M, Kovacs P, Kakuk G, Paragh G. Gemfibrozil increases paraoxonase activity in type 2 diabetic patients. A new hypothesis of the beneficial action of fibrates? Diabetes Metab 2001;
27:604-10.
Kleemola P, Freese R, Jauhiainen M, Pahlman R, Alfthan G, Mutanen
M. Dietary determinants of serum paraoxonase activity in healthy humans. Atherosclerosis 2002;160:425-32.
Van der Gaag MS, Van Tol A, Scheek LM, James RW, Urgert R, Schaafsma G, et al. Daily moderate alcohol consumption increases serum
paraoxonase activity; a diet-controlled, randomised intervention study
in middle-aged men. Atherosclerosis 1999;147:405-10.
Sutherland WH, Walker RJ, De Jong SA, Van Rij AM, Phillips V, Walker
HL. Reduced postprandial serum paraoxonase activity after a meal rich
in used cooking fat. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999;19:1340-7.
Mackness M, Boullier A, Hennuyer N, Mackness B, Hall M, Tailleux A,
et al. Paraoxonase activity is reduced by a pro-atherosclerotic diet in
rabbits. Biochem Biophys Res Commun 2000;269:232-6.
Hedrick CC, Hassan K, Hough GP, Yoo JH, Simzar S, Quinto CR, et al.
Short-term feeding of atherogenic diet to mice results in reduction of
HDL and paraoxonase that may be mediated by an immune mechanism. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000;20:1946-52.
Jarvik GP, Tsai NT, McKinstry LA, Wani R, Brophy VH, Richter RJ, et
al. Vitamin C and E intake is associated with increased paraoxonase
activity. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2002;22:1329-33.
James RW, Leviev I, Righetti A. Smoking is associated with reduced serum paraoxonase activity and concentration in patients with coronary
artery disease. Circulation 2000;101:2252-7.
40