Methylenová modř a ztučnění jater: co zjistily experimentální studie

Ztučnění jater je jedno označení pro několik různých problémů. U jednoho člověka je spouštěčem dlouhodobá vysoká konzumace alkoholu. U jiného jde o nadměrný přísun živin spojený s inzulinovou rezistencí a zvýšeným přísunem tuku do jater. Pod mikroskopem může být v obou případech vidět prosté ukládání tuku, ale prvotní příčiny se liší. Právě tento rozdíl určuje, co může daný experiment prokázat.

Literatura o methylenové modři a ztučnění jater je omezená a v této otázce výhradně preklinická. Nejčastěji se citují tři studie na potkanech a myších, jejichž výsledky neukazují stejným směrem. Jedna studie s podáváním ethanolu napravila redoxní změnu, ale množství tuku v játrech ponechala beze změny. Jedna studie se stravou s vysokým obsahem tuku snížila množství tuku v játrech současně se změnou signalizace. Jedna studie na zdravých zvířatech zjistila opačné výsledky peroxidace lipidů v játrech a ledvinách. Při společném posouzení ukazují, proč je nutné oddělovat tři sledované ukazatele: redoxní změnu, aktivaci signalizace a hromadění tuku v tkáni.

Tři sledované ukazatele, které lze snadno zaměnit

Redoxní ukazatel popisuje nakládání s elektrony. Poměr NAD+ k NADH v játrech vypovídá o tom, zda je buněčné prostředí relativně oxidované, nebo redukované. Oxidace ethanolu přeměňuje NAD+ na NADH, takže chronická konzumace alkoholu tento poměr snižuje. Barvivo, které přijímá elektrony, jej může opět zvýšit. To je chemický děj, nikoli důkaz menšího množství uloženého tuku.

Ukazatel signalizace popisuje regulaci. SIRT1 je regulační enzym závislý na NAD+, který upravuje proteiny zapojené do mitochondriální funkce a zpracování lipidů. AMPK funguje jako senzor nedostatku energie; při aktivaci podporuje oxidaci energetických substrátů a omezuje syntézu lipidů. Když článek uvádí aktivaci SIRT1 v játrech působením methylenové modři, popisuje změnu regulace. Zatím tím nepopisuje výsledek u pacienta.

Histologický nebo biochemický ukazatel popisuje samotná játra. Běžnými příklady jsou obsah triglyceridů na gram tkáně, barvení neutrálního tuku pomocí Oil Red O, hodnocení balonovitého zduření buněk a poškození při barvení hematoxylinem a eosinem a aktivita ALT v plazmě. Teprve tato třetí skupina odpovídá na otázku, zda se v daném experimentu steatóza jater při podávání methylenové modři zlepšila.

Oddělování těchto skupin brání nejčastější chybné interpretaci: příznivý redoxní výsledek nebo výsledek signalizace neznamená menší ztučnění jater.

Ethanolový model: redoxní stav napraven, tuk beze změny

Nejjasnější negativní zjištění pochází ze studie chronického podávání ethanolu samcům potkanů Wistar. Zvířata dostávala ethanol jako součást tekuté stravy, přičemž jeho podíl postupně dosáhl 36 procent celkového energetického příjmu. Kontrolní zvířata s párově vyrovnaným příjmem potravy dostávala místo energie z ethanolu glukózu. Jedna ethanolová skupina a jedna kontrolní skupina také dostávaly methylenovou modř v koncentraci 130 mg na litr stravy, přibližně 42 mg na kg denně, od dne 5 do dne 30.

Redoxní stav byl odhadován ze standardních dvojic metabolitů: poměru laktátu k pyruvátu pro cytosol a poměru 3-hydroxybutyrátu k acetoacetátu pro mitochondrie. V počáteční fázi podávání vysokých dávek ethanolu vykazovaly ethanolové skupiny velké změny: cytosolový poměr NAD+ k NADH klesl přibližně o 62 procent a mitochondriální přibližně o 71 procent, zároveň se zvýšila hladina glycerol-3-fosfátu. Methylenová modř tyto změny z velké části zvrátila a vrátila glycerol-3-fosfát téměř ke kontrolním hodnotám, aniž by změnila příjem ethanolu, přírůstek tělesné hmotnosti nebo hladinu ethanolu v séru.

Tuk v játrech však ukázal jiný obraz. V den 12, před výrazným nahromaděním tuku, se obsah triglyceridů mezi skupinami nelišil. V den 27 se u ethanolových skupin výrazně zvýšil obsah triglyceridů bez ohledu na methylenovou modř. V den 30 vzrostl u zvířat krmených ethanolem celkový obsah lipidů přibližně o 89 procent a obsah triglyceridů přibližně o 196 procent, opět bez vlivu barviva. Centrilobulární tuková infiltrace vypadala stejně s podáváním i bez něj. Autoři dospěli k závěru, že redoxní změna vyvolaná ethanolem není v tomto modelu hlavní příčinou ztučnění jater po dlouhodobém podávání. Zde pomáhá rozlišovat, jak lze poznatky ze zvířecích a buněčných studií vztahovat k rizikům u lidí: mechanismus může být skutečný, a přesto nemusí určovat výsledek.

Tuto studii je vhodné citovat, když někdo tvrdí, že jakákoli náprava redoxního stavu musí odstranit tuk z jater. V tomto uspořádání tomu tak nebylo.

Metabolický model: signalizace a méně tuku u myší

Jiný obraz přináší studie na hepatocytech a myších se stravou s vysokým obsahem tuku, zaměřená na SIRT1 a AMPK. V buňkách HepG2, buňkách AML-12 a primárních potkaních hepatocytech methylenová modř zvýšila poměr NAD+ k NADH, zvýšila množství proteinu SIRT1, snížila acetylaci regulátoru PGC-1alpha, zvýšila obsah mitochondriální DNA a spotřebu kyslíku a aktivovala AMPK s následným zvýšením CPT-1 a PPARalpha. Při potlačení exprese SIRT1 se aktivace AMPK ztratila, což v tomto buněčném systému propojuje celý řetězec se SIRT1. Barvivo také působilo proti lipogenním signálům vyvolaným agonistou LXR T0901317 a expozicí palmitátu, včetně indukce SREBP-1c, FAS a ACC.

Zvířecí část studie využívala samce myší C57BL/6 krmené stravou s 60 procenty tuku po dobu 8 týdnů. Během posledních 4 týdnů dostávaly perorálně methylenovou modř čtyřikrát týdně v dávce 3 nebo 10 mg na kg denně. Myši, kterým byla podávána, vykazovaly méně výrazné barvení Oil Red O, nižší obsah triglyceridů v játrech, méně balonovitého zduření buněk a tukové degenerace při histologickém vyšetření a nižší plazmatickou ALT než myši na stravě s vysokým obsahem tuku bez podávání barviva. Farmakokinetická část stejné práce zjistila perorální biologickou dostupnost přibližně 31 až 35 procent při téměř úplném vstřebání ze střeva, ale výrazném metabolismu. Nejvyšší poměr koncentrace v tkáni ke koncentraci v plazmě byl v játrech, takže účinek na játra je přinejmenším z hlediska distribuce věrohodný.

Jde o skutečný signál snížení steatózy, jeho platnost je však úzce vymezená. Je to krátký experiment na myších s 9 až 10 zvířaty v každé skupině, jednou stravou, dvěma dávkami a čtyřmi týdny podávání. Zkoumá metabolickou steatózu a znaky steatohepatitidy, nikoli onemocnění související s alkoholem, a nezkoumá cirhózu, zvrácení fibrózy ani žádné výsledky u lidí. Úlohou mitochondriálních a redoxních ukazatelů při interpretaci takových výsledků je podpořit hypotézu, nikoli stanovit dávku nebo protokol.

Pohled na zdravé tkáně: stejná dávka, opačné výsledky v orgánech

Třetí studie se často používá k podpoře tvrzení o játrech, pro která není vhodným podkladem. V 30denním experimentu na zdravých samicích potkanů Wistar dostávalo pět zvířat methylenovou modř o koncentraci 1 mM v pitné vodě a pět sloužilo jako kontrola. Superoxiddismutáza, kataláza a redukovaný glutathion se v játrech ani ledvinách nezměnily. Peroxidace lipidů v játrech mírně vzrostla a v ledvinách klesla. Sérová ALT a kreatinin klesly, zatímco dusík močoviny v krvi zůstal beze změny.

Poctivou interpretací je tkáňová specifičnost u zdravých zvířat, nikoli léčba onemocnění. Stejná expozice se podle jednoho ukazatele jevila v játrech jako mírně prooxidační a podle téhož ukazatele v ledvinách jako mírně ochranná, zatímco standardní antioxidační obranné mechanismy zůstaly beze změny. S pěti zvířaty v každé skupině a bez modelu onemocnění tato práce varuje před označováním methylenové modři za obecný antioxidant pro játra. Ukazuje také, proč změny jaterních enzymů vyžadují jasně vymezený kontext onemocnění, aby je bylo možné považovat za zlepšení.

Porovnání tří experimentů na játrech

Tabulka jasně ukazuje hlavní sdělení. Podobné modré barvivo, odlišná biologie. Ethanolová studie odděluje úspěšnou nápravu redoxního stavu od neúspěchu při snižování tuku. Studie se stravou spojuje signalizaci a zlepšení množství tuku v jednom modelu. Studie na zdravých zvířatech ukazuje, že redoxní ukazatele se mohou podle orgánu měnit opačnými směry.

Proč z toho nevyplývá tvrzení o léčbě

Žádná z těchto studií nezahrnovala lidi se ztučněním jater. Dávky, způsoby podání a délka podávání se mezi pracemi liší a nelze je jednoduchým přepočtem převést na režim pro člověka. Malé velikosti skupin, zejména tři zvířata v každém časovém bodě měření redoxního stavu v ethanolové studii a pět zvířat v každé skupině ve studii na zdravých zvířatech, ponechávají značnou nejistotu. Liší se pohlaví, kmen, složení stravy i načasování podávání vzhledem k poškození. Oba modely onemocnění navíc představují různé prvotní příčiny, takže pozitivní výsledek studie se stravou nemůže napravit negativní výsledek ethanolové studie ani naopak.

Pro každého s diagnostikovaným onemocněním jater je důležitější hledisko opatrnosti než léčby. Přehled bezpečnostních opatření při používání methylenové modři u onemocnění ledvin a jater vysvětluje, proč porucha funkce orgánů mění otázky bezpečnosti, i když výsledky studie na zvířatech vypadají příznivě. Sdělte lékaři diagnózu, přineste aktuální laboratorní výsledky, údaje o přesném přípravku a způsobu podání i úplný seznam léků a zeptejte se, jaké důkazy podporují použití daného přípravku pro daný účel u člověka s takovým stupněm poruchy funkce.

Shrnutí: methylenová modř změnila redoxní stav jater v jednom ethanolovém modelu bez snížení uloženého tuku, aktivovala SIRT1 a AMPK a současně snížila množství tuku v jednom myším metabolickém modelu a u zdravých potkanů vykázala redoxní účinky specifické pro jednotlivé orgány. Jde o soubor podnětů pro výzkum, nikoli o zavedenou léčbu ztučnění jater.