Metilena biru dan perlemakan hati: apa yang ditemukan studi eksperimental

Perlemakan hati adalah satu istilah untuk beberapa masalah yang berbeda. Pada satu orang, pemicunya adalah konsumsi alkohol berat yang berlangsung terus-menerus. Pada orang lain, penyebabnya adalah kelebihan pasokan nutrisi disertai resistensi insulin dan peningkatan pengiriman lemak ke hati. Pemeriksaan mikroskopis dapat menunjukkan penyimpanan lemak sederhana pada kedua kasus, tetapi penyebab di hulunya berbeda. Perbedaan itu menentukan apa yang sebenarnya dapat dibuktikan oleh suatu eksperimen.

Literatur tentang metilena biru dan perlemakan hati masih sedikit dan, untuk pertanyaan ini, seluruhnya bersifat praklinis. Tiga studi pada tikus dan mencit paling sering dikutip, dan hasilnya tidak semuanya mengarah ke kesimpulan yang sama. Satu studi pemberian etanol memperbaiki perubahan redoks tetapi tidak mengubah lemak hati. Satu studi diet tinggi lemak mengurangi lemak hati bersamaan dengan perubahan pensinyalan. Satu studi pada hewan sehat menemukan hasil peroksidasi lipid yang berlawanan di hati dan ginjal. Jika dibaca bersama, ketiganya menunjukkan mengapa tiga endpoint harus tetap dipisahkan: perubahan redoks, aktivasi pensinyalan, dan akumulasi lemak jaringan.

Tiga endpoint yang mudah tertukar

Pengukuran redoks menggambarkan pengelolaan elektron. Rasio NAD+ terhadap NADH di hati menunjukkan apakah lingkungan seluler relatif lebih teroksidasi atau tereduksi. Oksidasi etanol mengubah NAD+ menjadi NADH, sehingga konsumsi alkohol kronis menurunkan rasio tersebut. Zat warna yang menerima elektron dapat menaikkannya kembali. Itu adalah kimia, bukan bukti bahwa jumlah lemak yang tersimpan berkurang.

Pengukuran pensinyalan menggambarkan regulasi. SIRT1 adalah enzim regulator yang bergantung pada NAD+ dan memodifikasi protein yang terlibat dalam fungsi mitokondria serta pengelolaan lipid. AMPK bertindak sebagai sensor energi rendah yang mendorong oksidasi bahan bakar dan menekan sintesis lipid ketika diaktifkan. Ketika sebuah makalah melaporkan aktivasi SIRT1 hati oleh metilena biru, yang dilaporkan adalah perubahan regulasi. Itu belum merupakan hasil pada pasien.

Pengukuran histologis atau biokimia menggambarkan kondisi hati itu sendiri. Contoh yang umum adalah kandungan trigliserida per gram jaringan, pewarnaan Oil Red O untuk lemak netral, penilaian ballooning dan cedera dengan hematoksilin dan eosin, serta aktivitas ALT plasma. Hanya kelompok ketiga ini yang menjawab apakah steatosis hati membaik akibat metilena biru dalam eksperimen tersebut.

Memisahkan ketiga kelompok ini mencegah salah tafsir yang paling umum: hasil redoks atau pensinyalan yang menguntungkan tidak sama dengan berkurangnya perlemakan hati.

Model etanol: redoks membaik, lemak tidak berubah

Temuan negatif yang paling jelas berasal dari studi pemberian etanol kronis pada tikus Wistar jantan. Hewan menerima etanol sebagai bagian dari diet cair, yang meningkat hingga 36 percent dari total energi, dengan kontrol pair-fed menerima glukosa sebagai pengganti energi dari etanol. Satu kelompok etanol dan satu kelompok kontrol juga menerima metilena biru sebanyak 130 mg per liter diet, sekitar 42 mg per kg per day, dari hari ke-5 hingga hari ke-30.

Status redoks diperkirakan dari pasangan metabolit standar: laktat terhadap piruvat untuk sitosol dan 3-hidroksibutirat terhadap asetoasetat untuk mitokondria. Pada tahap awal pemberian etanol dosis tinggi, kelompok etanol menunjukkan perubahan besar, dengan rasio NAD+ terhadap NADH sitosolik turun sekitar 62 percent dan rasio mitokondria turun sekitar 71 percent, disertai peningkatan gliserol 3-fosfat. Metilena biru sebagian besar membalikkan perubahan tersebut dan mengembalikan gliserol 3-fosfat mendekati nilai kontrol, tanpa mengubah asupan etanol, pertambahan berat badan, atau kadar etanol serum.

Lemak hati menunjukkan hasil yang berbeda. Pada hari ke-12, sebelum terjadi akumulasi lemak yang besar, trigliserida tidak berbeda antar kelompok. Pada hari ke-27, kelompok etanol mengalami peningkatan trigliserida yang besar terlepas dari pemberian metilena biru. Pada hari ke-30, total lipid meningkat sekitar 89 percent dan trigliserida sekitar 196 percent pada hewan yang diberi etanol, sekali lagi tanpa dipengaruhi oleh zat warna tersebut. Infiltrasi lemak sentrilobular tampak sama dengan maupun tanpa perlakuan. Para penulis menyimpulkan bahwa perubahan redoks yang dipicu etanol bukanlah penyebab utama perlemakan hati setelah pemberian jangka panjang dalam model ini. Memahami cara temuan pada hewan dan sel diterjemahkan ke risiko pada manusia membantu dalam konteks ini: suatu mekanisme dapat benar-benar terjadi tetapi tetap tidak menentukan hasil akhirnya.

Inilah studi yang relevan ketika seseorang mengklaim bahwa setiap perbaikan redoks pasti akan menghilangkan lemak hati. Dalam desain ini, hal tersebut tidak terjadi.

Model metabolik: pensinyalan disertai lebih sedikit lemak, pada mencit

Gambaran yang berbeda berasal dari studi hepatosit dan mencit dengan diet tinggi lemak yang berfokus pada SIRT1 dan AMPK. Pada sel HepG2, sel AML-12, dan hepatosit primer tikus, metilena biru meningkatkan rasio NAD+ terhadap NADH, meningkatkan protein SIRT1, mengurangi asetilasi regulator PGC-1alpha, meningkatkan kandungan DNA mitokondria dan konsumsi oksigen, serta mengaktifkan AMPK dengan peningkatan lanjutan pada CPT-1 dan PPARalpha. Ketika SIRT1 di-knockdown, aktivasi AMPK menghilang, yang mengaitkan rangkaian tersebut dengan SIRT1 dalam sistem sel itu. Zat warna ini juga melawan sinyal lipogenik dari agonis LXR T0901317 dan dari paparan palmitat, termasuk induksi SREBP-1c, FAS, dan ACC.

Bagian hewan menggunakan mencit C57BL/6 jantan yang diberi diet 60 percent lemak selama 8 minggu, dengan metilena biru diberikan secara oral empat kali per minggu selama 4 minggu terakhir pada dosis 3 atau 10 mg per kg per day. Mencit yang diberi perlakuan menunjukkan pewarnaan Oil Red O yang lebih sedikit, trigliserida hati yang lebih rendah, ballooning dan degenerasi lemak yang lebih ringan pada histologi, serta ALT plasma yang lebih rendah dibandingkan mencit dengan diet tinggi lemak tanpa perlakuan. Penelitian farmakokinetik dalam makalah yang sama menemukan bioavailabilitas oral sekitar 31 hingga 35 percent dengan absorpsi usus yang hampir lengkap tetapi metabolisme yang substansial, serta rasio jaringan terhadap plasma tertinggi di hati, sehingga efek hepatik setidaknya masuk akal dari sisi distribusi.

Itu merupakan sinyal anti-steatosis yang nyata, tetapi batasannya sempit. Ini adalah eksperimen singkat pada mencit dengan 9 hingga 10 hewan per kelompok, satu jenis diet, dua dosis, dan empat minggu perlakuan. Studi ini menguji steatosis metabolik dan karakteristik steatohepatitis, bukan penyakit terkait alkohol, serta tidak menguji sirosis, pembalikan fibrosis, atau hasil apa pun pada manusia. Peran pengukuran mitokondria dan redoks dalam menafsirkan hasil seperti ini adalah sebagai pendukung suatu hipotesis, bukan sebagai dasar dosis atau protokol.

Gambaran jaringan sehat: dosis sama, organ berbeda

Studi ketiga sering dimasukkan ke dalam klaim tentang hati meskipun sebenarnya tidak sesuai. Dalam eksperimen 30 hari pada tikus Wistar betina sehat, lima hewan menerima 1 mM metilena biru dalam air minum dan lima lainnya menjadi kontrol. Superoksida dismutase, katalase, dan glutathione tereduksi tidak berubah di hati maupun ginjal. Peroksidasi lipid sedikit meningkat di hati dan menurun di ginjal. ALT serum dan kreatinin menurun, tanpa perubahan pada nitrogen urea darah.

Interpretasi yang tepat adalah adanya spesifisitas jaringan pada hewan sehat, bukan pengobatan penyakit. Paparan yang sama tampak sedikit pro-oksidan berdasarkan satu penanda di hati dan sedikit protektif berdasarkan penanda yang sama di ginjal, sementara sistem pertahanan antioksidan standar tetap tidak berubah. Dengan lima hewan per kelompok dan tanpa model penyakit, makalah ini memperingatkan agar metilena biru tidak disebut sebagai antioksidan hati secara umum. Studi ini juga menunjukkan mengapa perubahan enzim hati memerlukan konteks penyakit yang jelas sebelum dapat diartikan sebagai perbaikan.

Perbandingan tiga eksperimen hati

Tabel tersebut memperlihatkan poin utamanya. Zat warna biru yang serupa, biologi yang berbeda. Studi etanol memisahkan keberhasilan redoks dari kegagalan mengurangi lemak. Studi diet menggabungkan perubahan pensinyalan dan perbaikan lemak dalam satu model. Studi pada hewan sehat menunjukkan bahwa penanda redoks dapat bergerak ke arah yang berlawanan pada organ yang berbeda.

Mengapa tidak dapat disimpulkan sebagai terapi

Tidak satu pun dari studi ini melibatkan manusia dengan perlemakan hati. Dosis, rute, dan durasi berbeda antar makalah dan tidak dapat diubah menjadi regimen manusia hanya dengan penskalaan sederhana. Ukuran kelompok yang kecil, terutama tiga hewan per titik waktu redoks dalam studi etanol dan lima per kelompok dalam studi hewan sehat, menyisakan ketidakpastian yang besar. Jenis kelamin, galur, komposisi diet, dan waktu perlakuan relatif terhadap terjadinya cedera juga berbeda. Selain itu, kedua model penyakit tersebut mewakili penyebab hulu yang berbeda, sehingga hasil positif pada model diet tidak dapat meniadakan hasil negatif pada model etanol, maupun sebaliknya.

Bagi siapa pun dengan penyakit hati yang telah didiagnosis, pembacaan yang lebih relevan adalah dari sisi kehati-hatian, bukan terapi. Tinjauan tentang kehati-hatian terkait ginjal dan hati untuk metilena biru menjelaskan mengapa gangguan fungsi organ mengubah pertanyaan keselamatan bahkan ketika sebuah makalah pada hewan tampak memberikan hasil yang menguntungkan. Bawa diagnosis, hasil laboratorium terbaru, produk dan rute penggunaan yang tepat, serta daftar lengkap obat kepada klinisi, lalu tanyakan bukti apa yang mendukung penggunaan produk tersebut untuk tujuan itu pada seseorang dengan tingkat gangguan fungsi organ tersebut.

Kesimpulannya: metilena biru mengubah status redoks hati dalam satu model etanol tanpa mengurangi lemak yang tersimpan, mengaktifkan SIRT1 dan AMPK sambil mengurangi lemak dalam satu model metabolik pada mencit, dan menunjukkan efek redoks yang spesifik terhadap organ pada tikus sehat. Ini adalah serangkaian petunjuk untuk penelitian, bukan terapi yang telah terbukti untuk perlemakan hati.