ALAS1 gene expression is down-regulated by Akt-mediated phosphorylation and nuclear exclusion of FOXO1 by vanadate in diabetic mice.

Porphyrias are diseases caused by partial deficiencies of haem biosynthesis enzymes. Acute porphyrias are characterized by a neuropsychiatric syndrome with intermittent induction of hepatic ALAS1 (δ-aminolaevulinate synthase 1), the first and rate-limiting enzyme of the haem pathway. Acute porphyria attacks are usually treated by the administration of glucose; its effect is apparently related to its ability to inhibit ALAS1 by modulating insulin plasma levels. It has been shown that insulin blunts hepatocyte ALAS1 induction, by disrupting the interaction of FOXO1 (forkhead box O1) and PGC-1α (peroxisome-proliferator-activated receptor γ co-activator 1α). We evaluated the expression of ALAS1 in a murine model of diabetes and determined the effects of the insulinomimetic vanadate on the enzyme regulation to evaluate its potential for the treatment of acute porphyria attacks. Both ALAS1 mRNA and protein content were induced in diabetic animals, accompanied by decreased Akt phosphorylation and increased nuclear FOXO1, PGC-1α and FOXO1-PGC-1α complex levels. Vanadate reversed ALAS1 induction, with a concomitant PI3K (phosphoinositide 3-kinase)/Akt pathway activation and subsequent reduction of nuclear FOXO1, PGC-1α and FOXO1-PGC-1α complex levels. These findings support the notion that the FOXO1-PGC-1α complex is involved in the control of ALAS1 expression and suggest further that a vanadate-based therapy could be beneficial for the treatment of acute porphyria attacks.

Bilirubin is highly effective in preventing in vivo delta-aminolevulinic acid-induced oxidative cell damage.

Delta-aminolevulinic acid (ALA), precursor of heme, accumulates in a number of organs, particularly in liver of patients with acute porphyrias or lead intoxication. This study characterizes the involvement of bilirubin as an antioxidant in a chronic intoxication with ALA. Female Wistar rats were injected intraperitoneally a daily dose of 40 mg ALA/body wt., during 10 days. A marked increase in lipid peroxidation and a decrease in GSH content were observed 24 h after the last injection of ALA. The activities of liver antioxidant enzymes, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase were also diminished. ALA synthase (ALA-S) and heme oxygenase-1 were induced. Both ALA dehydratase (ALA-D) and porphobilinogenase (PBG-ase) activities were inhibited. Administration of bilirubin (5 mmol/kg body wt.) 2 h before ALA treatment entirely prevented the effects of ALA. Co-administration of ALA and Sn-protoporphyrin IX (Sn-PPIX; 100 microg/body wt., i.p.), a potent inhibitor of heme oxygenase, completely abolished its induction and provoked a marked decrease in liver GSH levels as well as an increase in lipid peroxidation. These results add further support to the proposal assigning bilirubin a key protective role against oxidative damage here induced by ALA.

Paraquat-generated oxidative stress in rat liver induces heme oxygenase-1 and aminolevulinic acid synthase.

The in vivo effect of the known herbicide, paraquat, on both hepatic oxidative stress and heme metabolism was studied. A marked increase in lipid peroxidation and a decrease in reduced glutathione (GSH) content were observed 1 h after paraquat administration. The activity of liver antioxidant enzymes, superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase was decreased 3 h after paraquat injection. Heme oxygenase-1 induction started 9 h after treatment, peaking at 15 h. delta-aminolevulinic acid synthase induction occurred once heme oxygenase had been enhanced, reaching its maximum (1.5-fold of control) at 16 h. delta-aminolevulinic acid dehydratase activity was 40% inhibited at 3 h showing a profile similar to that of GSH, while porphobilinogenase activity was not modified along the whole period of the assay. Administration of alpha-tocopherol (35 mmol/kg body weight) 2 h before paraquat treatment entirely prevented the increase in thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) content, the decrease in GSH levels as well as heme oxygenase-1 and delta-aminolevulinic acid synthase induction. This study shows that oxidative stress produced by paraquat leads to an increase in delta-aminolevulinic acid synthase and heme oxygenase-1 activities, indicating that the herbicide affects both heme biosynthesis and degradation.

Delta-aminolevulinic acid cytotoxic effects on human hepatocarcinoma cell lines.

BACKGROUND: Acute Intermittent Porphyria is a genetic disorder of heme metabolism, characterized by increased levels of porphyrin precursors, delta-aminolevulinic acid (ALA) and porphobilinogen (PBG). ALA has been reported to generate reactive oxygen species and to cause oxidative damage to proteins, subcellular structures and DNA. It is known that oxidative stress can induce apoptosis. The aim of this work was to study the cytotoxic effect of ALA on two hepatocarcinoma cell lines. RESULTS: We have determined the impact of ALA on HEP G2 and HEP 3B hepatocarcinoma cell lines survival as measured by the MTT assay. ALA proved to be cytotoxic in both cell lines however; HEP G2 was more sensitive to ALA than HEP 3B. Addition of hemin or glucose diminished ALA cytotoxicity in HEP G2 cells; instead it was enhanced in HEP 3B cells. Because apoptosis is usually associated with DNA fragmentation, the DNA of ALA treated and untreated cells were analyzed. The characteristic pattern of DNA fragmentation ladders was observed in ALA treated cells. To elucidate the mechanisms of ALA induced apoptosis, we examined its effect on p53 expression. No changes in p53 mRNA levels were observed after exposure of both cell lines to ALA for 24 h. CDK2 and CDK4 protein levels were reduced after ALA treatment at physiological concentrations.

Porfirias en la infancia: revisión casuística de 17 casos de niños con porfiria en un servicio de dermatología pediátrica manifestaciones cutáneas evaluación de características hereditarias propuesta terapéutica revisión bibliográfica / Porphyria of infancy: review of 17 cases from a pediatric dermatology service the cutaneous manifestations and hereditary characteristics

Entre agosto de 1987 y diciembre de 1996 se observaron en nuetros servicio de dermatolgía pediátrica, sobrre un total de 37.467 pacientes con consulta de primera vez, 17 niños con diagnóstico confirmado, con una prevalencia del 0,057 por ciento (1 caso de porfiria cada 2.000 consultas de primera vez). Los 17 casos se distribuyeron de la siguiente manera. Porfiria Cutánea Tarda (PCT): 9 casos (52,9 por ciento); Protoporfiria eritropoyética (PPE): 6 casos (35,3 por ciento); Porfiria Variegata (PV): 1 caso (5,9 por ciento) y Porfiria Eritropoyéctica Congénita de Günther (PCE): 1 caso (5, 9 por ciento). Relación: PCT/PPE: 1,5:1. La distribución de frecuencia acorde a sexo y edad fue la siguiente: PCT: relación F/M: 2:1 (F= 6 casos; M= 3 casos); Edad: Rango= 3 a 12 años X= 7 años. PPE: relación F/M: 1:2 (F= 2 casos; M= 4 casos); Edad: Rango= 2 a 11 años X= 7 años. PV: 1 caso de una niña de 8 años. PEC: 1 caso de una niña de 2 meses. El diagnóstico de porfirinas en orina, plasma, eritrocitos y materia fecal y el índice de fluorescencia plasmática, acorde a su correlación clínica. Se evaluaron los antecedentes hereditarios en la mayoria de los pacientes, observándose diferentes cuadros de porfiria comprobados en los familiares, fundamentalmente en los niños portadors de PCT. Los síntomas iniciales estuvieron asociados con fenómenos de fotosensibilidad y aparición de lesiones vesico-ampollares en regiones expuetas, principalmente cara y dorso de manos. La hipertricosis fue constante en los casos de PCT. Hubo compromiso abdominal en los casos de PEC y PV y severa onicodistrofia con hipertricosis, anemia hemolítica y mal estado general en el caso de Günther. Un caso de PCT asociado con leucemia mieloide y otro en un paciente post-transplantado renal (no diálisis). En todos los pacientes con PPE se realizaron biopsias hepáticas con resultados normales...

Carácter adquirido de la porfiria cutánea tarda en pacientes infectados con virus C de la hepatitis / Acquired character of porphyria cutanea tarda in patients infected with hepatitis C virus

Background: Porphyria cutanea tarda (PCT) is due to a partial defect of hepatic uroporphyrinogen decarboxylase (URO-D). In the hereditary form, both hepatic and erythrocytic enzymes are altered, whereas in the acquired form, only the hepatic enzyme fails. There is a high prevalence of hepatitis C virus infection in patients with PCT, specially in those without family history of the disease. Aim: To study erythrocytic URO-D activity in order to find out wether hepatitis C virus infection is associated to the acquired form of PCT or unveils an inactive hereditary form. Patients and methods: URO-D activity was measured in red blood cells of normal controls, hepatitis C virus carriers without symptoms of PCT and patients with PCT, with and without family history of the disease, with and without anti hepatitis C virus antibodies. Results: URO-D activity was similar in normal controls, patients with chronic liver disease associated to hepatitis C virus, and in patients with PCT without family history of the disease with and without hepatitis C virus antibodies. URO-D activity was lower in patients with PCT and family history of the disease, with and without hepatitis C virus antibodies. Conclusions: PCT in patients with hepatitis C virus infection is due to an acquired alteration of hepatic URO-D. Hepatitis C virus does not modify erythrocytic URO-D

Vitaminas liposolubles y carotenoides naturales en pacientes porfiricos / Liposolubles vitamins and naturally carotenoids in porphyric patients

Se ha llevado a cabo un estudio comparativo de los niveles de las vitaminasliposolubles y carotenoides naturales y las porfirinas plasmáticas en pacientes porfiricos y controles, completado con la determinación de otros parámetros bioquímicos que caracterizan la patología, con el objeto de evaluar el deterioro del sistema antioxidante liposoluble en las porfirias cutáneas y no cutáneas. Se recogieron muestras de sangre y orina de 68 pacientes porfíricos, 20 con porfiria cutánea tardia (PCT) sintomática, 15 con protoporfiria eritropoyética manifiesta, 15 con porfiria variegata (PV) en remisión,18 con porfiria aguda intermitente (PAI) latente. Se midió el contenido de retinol,tocoferol,alfa y beta carotenos, criptoxantina, zeoxantina y licopeno,índice de porfirinas plasmáticas (IPP),porfirinas totales (PTS) y la actividad de deaminasa en sangre,de aminolevúlico (ALA), porfobilinógeno (PBG)y porfirinas en orina. El IPP estuvo elevado en PCT=4,5 mas menos 1,1 (lambda=625 nm),enEPP= 2,53 mas menos 0,5 (lambda = 635 nm), en PV=4,3 mas menos 0,5 (lambda= 625nm) y normal(menor o igual 1,3 ,lambda = 618 nm) en PAI.El contenido de retinol estuvo dentro de los valores normales en todos los grupos (63,8-102,3 ug/dl). El tocoferol se encontró disminuido en PCT (970 mas menos12 ug/dl y PPe (668 mas menos 10 ug/dl) y dentro de los valores normales(1040 mas menos 1260 ug/dl) en PAI y PV, mientras quezeoxantina estuvo solo disminuída en PCT=18 mas menos 2 ug/dl y PPE =10,3 mas menos 1,3 ug/dl y normal (40,5 mas menos 1,3 ug/dl) en PAI y PV. Los valores de los carotenoides criptoxantina y licopeno fueron para PAI= 11,1 mas menos 2,1 ug/dl y 13,2 mas menos 2,1 ug/dl,PV=10,3 mas menos 1,1 ug/dl y 2,1 mas menos 0,9 ug/dl,PCT=9,1 mas menos 1,2 ug/dl y 9,2 mas menos 0,9 ug/dl y PPE= 11,3 mas menos 1,3 ug/dl y8,3 mas menos 1,1 ug/dl, menores que los respectivos valores normales 37,9 mas menos 1,2 ug/dl y 19,5 mas menos 0,9 ug/dl. Alfa y beta carotenos estuvieron reducidos en PV=1,0 mas menos 1,2 ug/dl y 4,8 mas menos 0,8 ug/dl, en PCT= 1,2 mas menos 0,6 ug/dl y 4,0 mas menos 0,8 ug/dl y PPE =2,5 mas menos 1,0 ug/dl y 8,5 mas menos 1,0 ug/dl( valores normales = 1,9 mas menos 0,3 ug/dl y 9,3 mas menos 0,5 ug/dl). Para el grupo de Pai sólo estuvo disminuido el contenido de beta carotenos ( 6,1 mas menos 1,2 ug/dl. Estos resultados muestran que el sistema liposoluble antioxidante tiene una capacidad reducida en pacientes porfíricos

Porfiria Dual: coexistencia de porfiria cutánea tardia y porfiria aguda intermitente en los mismos miembros de una familia / Dual porphyria: coexistence porphyria cutanea tarda and acut intermittent porphyria in the some members of a family

- Se describe un caso raro de porfiria dual en varios miembros de una familia. - Ha sido posible diagnosticar la coexistencia de PCT y PAI en la misma paciente, que presentaba tanto la sintomatología cutánea como la aguda, en base a exhaustivos estudios bioquímicos. ALA, PBG y porfirinas se encontraron significativametne aumentados en orina, sumando a una disminución del 50 por ciento en la actividad de la Deaminasa eritrocitaria confirmó el daignóstico de PAI. Por otro lado, el patrón de porfirinas urinarias, mostró predominio de tetrapirroles altamente carboxilados y la URO-D reducida en sangre, están de acuerdo con la existencia de una PCT; estos resultados condujeron entonces al establecimiento de la porfiria dual en esta paciente. - Se demostró además que varios miembros de la familia son portadores sintomáticos o asintomáticos de la porfiria dual, incluyendo la madre, cuatro hermanas y muy probablemente también la hija, tres sobrinas y dos sobrinos. Se destaca la importancia del diagnóstico diferencial en relación al tratamiento del paciente, así como el valor del uso de métodos bioquímicos sensibles y específicos que permiten distinguir cada porfiria y la relevancia del estudio familiar

Acerca de dos nuevos casos de porfíria cutánea tardía infantil en una niña con leucemia y en un niño hemodializado en tratamiento con S-Adenosil L-Metionina: aspectos Bioquímicos

Se presentan dos nuevos casos de PCT infantil. Una niña de 5 años, que padece además de leucemia linfática aguda, con signos clínicos evidentes de PCT; el diagnóstico se confirmó sobre la base de la característica excreción elevada y patrón de las porfirinas urinarias, disminución de la URO-D eritrocitaria y elevado IPP con emisión a 618 nm. Los estudios familiares indicaron que su madre, muy probablemente una y tal vez las otras dos hermanas de la niña son portadoras de la enfermedad. La paciente ha recibido el tratamiento de SAM oral en comprimidos con muy bajas dosis de cloroquina, con los resultados esperados hasta el momento. Un niño de 16 años, sometido a hemodiálisis desde la edad de 10, manifestó los síntomas clínicos de una PCT un año atrás, en este paciente se confirmó el diagnóstico sobre la base de los valores elevados y patrones típicos de porfirinas en plasma, sangre total y heces, aumento del IPP y reducción de la URO-D. Además se encontró incrementada alrededor de 3 veces la concentracino de ALA en plasma y correspondientemente la actividad del ALA-D en eritrocitos disminuida entre 3-40 por ciento. El niño se trató solamente con SAM oral, observándose una clara mejoría clínica y bioquímica dentro de los 60 días de iniciado el tratamiento. Se propone que el SAM seria la terapia más adecuada para pacientes con PCT sometidos a hemodiálisis

Estudio electrofisiológico de la función neuromuscular en una población intoxicada con plomo / Electrophysiological study of the neuromuscular function in a population with lead poisoning

Un grupo de 12 pacientes con cifras elevadas de plombemia y disminuidas de ALA D fueron estudiados electrofisiológicamente. Se efectuaron las siguientes determinaciones: amplitud de potencial evocado muscular; latencia distal motora; velocidad de conducción motora en los nervios mediano, ciático popliteo externo y radial; velocidad de conducción sensiiva y amplitud del potencial evocado sensitivo de nervio en el mediano; exploración electromiográfica convencional; estudio de la transmisión neuromuscular, mediante estimulación repetitiva del nervio ciático popliteo externo a diversas frecuencias, con registro de la amplitud del potencial en músculo tibial anterior. Los datos obtenidos fueron comparados con controles. Se buscaron correlaciones entre las determinaciones bioquímicas y los diferentes hallazgos electrofisiológicos que a su vez se correlacionaron entre si y también con el tiempo de evolución de la intoxicación. Los hallazgos pusieron de manifiesto la presencia de neuropatía axonal junto a moderada desmielinización. La exploración de la transmisión neuromuscular mostró ocasional decremento o incremento de la amplitud del potencial muscular evocado, hechos que suponen cierta participación de la unión neuromuscular. Se halló correlación solamente entre disminución de ALA D y la disminución de las amplitudes del potencial sensitivo del mediano y el evocado muscular del mismo nervio y con la disminución de la VCM del nervio radial. Una débil relación se observó entre el tiempo de exposición y la disminución de las VCS del nervio mediano y VCM del radial. Las determinaciones bioquímicas y el tiempo de exposición transcurridos no probaron ser parámetros sensibles para determinar el grado de afectación del sistema nervioso periférico. El conjunto de hallazgos sugiere que el desarrollo de la neuropatía puede estar ligado a factores individuales de predisposición al daño nervioso

Acerca de la fototoxicidad de la griseofulvina: posibles mecanismos de acción empleando cultivos de explantes tisulares / Griseojulvin phototoxicity: possible mechanisms of actión using skin culture explants

La administración de griseofulvina (Gris) a ratones lleva a una acumalación de protoporfirina en hígado y produce cambios morfológicos acompañados por eventos bioquimicos. Un tratamiento prolongado con Gris conduce a una acumulación de porfirinas, daño hepato-celular y fibrosis que degenera en cirrosis; lo mismo se observa en pacientes con protoporfiria eritropoyética (PPE). Recientemente se comprobó que el efecto porfirinogénico de la Gris está mediado por la acumulación de N-metilporfirinas con un gran poder inhibidor de la ferroquelatasa. En ratones con PPE inducida por Gris se observaron reacciones fototóxicas agudas debidas a la exposición a la luz UV. En este trabajo se estudió si la fotoxicidad cutánea podía deberse a un efecto porfiringénico in situ en lugar de producirse por acumulación en piel de las porfirinas circulantes incrementadas en plasma. Para ello se investigó la capacidad de biosíntesis de porfirinas in vitro utilizando cultivos de explantes tisulares tanto de hígado como de piel. La Gris no presentó efectos sobre el metabolismo de porfirinas en explantes de piel cuando fue agregada en el medio de mantenimiento del cultivo. En tejido proveniente de ratones sometidos a una intoxicación oral crónica se observó un aumento creciente de la formación de porfirinas tanto en explantes de hígado como de piel. Cuando la intoxicación fue aguda y oral no se detectó ningún efecto sobre la formación de porfirinas en piel, mientras que la administración del tóxico por vía cutánea mediante un vehículo apropiado produjo un significativo aumento de la biosíntesis. También se observó acumulación de porfirinas en el medio de mantenimiento de explantes de tejido hepático independientemente de cual de las vías de intoxicación se utilizara: pero la síntesis de porfirinas endógenas se duplicó cuando la Gris se suministró en el agua de bebida. De acuerdo con estos resultados se proponen dos posibibles mecanismos de acción del tóxico sobre la biosíntesis de porfirinas en hígado y piel

El higado en la porfiria cutánea tardia (PCT) / The liver in porphyria cutanea tarda

Se estudiaron 22 pacientes con PCT, 17 de ellos con biopsia hepática, presentando todos los casos alteraciones histológicas. Predominó la hepatitis crónica persistente. La deficiencia de UPG-asa en hígado tuvo relación directa con el daño hepático

Acerca del empleo de la S-adenosil metionina y bajas dosis de cloroquina en el tratamiento de la porfiria cutánea tardia / Use of S-adenosyl methionine and low-doses of chloroquine in the treatment of porphyria cutanea tarda

Se ha aplicado el tratamiento con S-Adenosil metionina (SAM) y bajas dosis de cloroquina en dos niños y adultos con Porfiria Cutánea Tardía (PCT). La terapia consiste en la administración de SAM (comprimidos 12-15 mg/Kg diarios) durante 3 semanas y cloroquina oral (2 x 100mg/semana), durante 120-150 días o hasta normalización del cuadro clínico y bioquímico. El resultado es el mismo en pacientes con PCT hereditaria o adquirida; exhibiendo inicialmente los típicos signos clínicos y bioquímicos. La excreción de porfirinas urinarias, incrementadas en todos los pacientes, disminuyó a valores fisiológicos entre, 3 y 6 meses después de comenzado el tratamiento. El patrón de porfirinas anormal, típico para la PCT y la relación uro/copro, se normalizaron en los pacientes con PCT adquirida, en tanto que en aquellos con PCT hereditaria, si bien hubo una ligera modificación, aún luego de alcanzadas concentraciones normales de porfirinas, se mantuvo el perfil de la PCT. El índice de porfirinas plasmáticos también disminuyó y se niveló al final de la terapia. Se midieron las actividades enzimáticas de ALA-D, Deaminasa y Urógeno Decarboxilasa (URO-D) en sangre, la última sólo se encontró reducida en la PCT hereditaria. En biopsias de hígado se determinaron URO-D y porfirinas, en todos los pacientes la enzima estaba inhibida y el contenido de pirroles notablemente aumentado, con un perfil típico. Con este tratamiento se logró una total recuperación clínica y bioquímica; no se observaron efectos colaterales indeseados ni reacciones oftalmológicas adversas. Es una terapia segura, efectiva y cómoda y la más indicada para niños, ancianos y pacientes que no toleren las flebotomías