Progresión de la neuroinflamación en hiperamonemia y Encefalopatia Hepática

Abstract

[ES] La encefalopatía hepática (EH) es un síndrome neuropsiquiátrico caracterizado por una serie de alteraciones neurológicas como consecuencia de una detoxificación inadecuada de las sustancias tóxicas en el hígado. Existe una EH más leve que no se considera clínica, la EH mínima, la cual disminuye la calidad de vida de los pacientes y predispone a sufrir EH clínica. La causa más frecuente de la EH es la cirrosis hepática. Una de las sustancias tóxicas que no se detoxifica en los pacientes cirróticos es el amonio. Son varios los modelos animales que se han venido usando en la investigación sobre los mecanismos moleculares que causan la EH y sus posibles tratamientos. Uno de ellos es el modelo de hiperamonemia crónica sin fallo hepático previo. Es un modelo basado en una dieta rica en amonio, administrando acetato amónico (25% p/p) en la comida de los animales. Dicha dieta provoca un aumento en los niveles de amonio en sangre y cerebro de las ratas, llegando a duplicar los niveles en sangre. La hipótesis más aceptada sobre las bases moleculares de la EH apunta a la sinergia entre hiperamonemia y neuroinflamación. La hiperamonemia por sí sola induce neuroinflamación. El modelo de hiperamonemia crónica sin fallo hepático permite discernir qué alteraciones son debidas a la hiperamonemia y no a otros factores alterados en el fallo hepático. Últimamente se han realizado estudios que demuestran la relación entre la neuroinflamación y las alteraciones motoras y cognitivas en EH. Es por ello que el objetivo de nuestro estudio es caracterizar la progresión en el tiempo (3 días, 2, 4 y 8 semanas) en ratas hiperamonémicas, de algunos de los factores inflamatorios implicados en el proceso de neuroinflamación. La neuroinflamación se caracteriza por activación de microglía o de astrocitos y aumento de interleuquinas (IL) pro (como IL-1Beta, TNF-Alpha e IL-6) y anti-inflamatorias (como IL-4 o IL-10).

[EN] Hepatic encephalopathy (HE) is a neuropsychiatric syndrome characterized by a number of neurological disorders resulting from inadequate detoxification in the liver. One of the substances that are not detoxified in cirrhotic patients is ammonium. The most widely accepted hypothesis on the molecular basis of HE points to the synergy between hyperammonemia and neuroinflammation. Hyperammonemia induces per se neuroinflammation. Recent studies show that neuroinflammation is involved in motor and cognitive disturbances in HE. In this work we have used an animal model of chronic hyperammonemia without liver failure, which consists of feeding rats with a diet rich in ammonia, by adding 30% w/w ammonium acetate to normal food. The objective was to characterize the progression of neuroinflammation along time of hyperammonemia (3 days, 2, 4 and 8 weeks) in hyperammonemic rats, and the role of peripheral inflammation and their progression over time of hyperammonemia. To do this we analyzed, by immunohistochemistry, the activation microglia and astrocytes (immune cells in the brain) and the expression of some cytokines in cerebellum and hippocampus. We have also analyzed the levels of some cytokines in plasma at different times (1, 2, 3-4, 5-6 and 8 weeks of hyperammonemia). Both in the cerebellum and hippocampus there is microglia and astrocytes activation and the level of pro-inflammatory interleukins (IL) IL-1β and TNF-α are increased from 2 weeks of hyperammonemia. However, the time pattern in each brain area is different. In cerebellum, only 3 days after hyperammonemia astrocyte activation occurs. At 8 weeks of hyperammonemia, immflamatory markers are no longer different than in control rats except increased expression of IL-1β. Chronic hyperammonemia alters plasma levels of both inflammatory and anti-inflammatory ILs and these changes evolve over time of hyperammonemia. In conclusion, neuroinflammation progresses over time of chronic hyperammonemia differently in cerebellum and hippocampus and progression of peripheral inflammation should contribute to the progression of neuroinflammation.