sfc y disfunción mitocondrial

7/30/2019 SFC y disfuncin mitocondrial

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Int J Clin Exp Med (2009) 2, 1-16

http://www.ijcem.com/812001A.html

http://www.ijcem.com/files/IJCEM812001.pdf

Versin traducida al espaol del artculo original

El Sndrome de Fatiga Crnica y la disfuncin mitocondrial

Sarah Myhill1, NormanE. Booth2, JohnMcLaren-Howard3

1Sarah Myhil l Limited, Llangunl lo, Knighton , Powys, Wales LD7 1SL, UK; 2Department of Physics and Mansfield College,

University of Oxford , Oxford OX1 3RH, UK; 3Acumen, PO Box 129, Tiver ton , Devon EX16 0AJ, UK

Recibido el 2 de diciembre de 2008; aceptado el 12 de enero de 2009; disponible online el 15 de enero de 2009.

Resumen: Este estudio tiene como objetivo mejorar la salud de los pacientes que sufren el sndrome defatiga crnica (SFC) mediante estudios bioqumicos de la enfermedad, especficamente de la funcinmitocondrial y la produccin de ATP (adenosn trifosfato), la moneda energtica de todas las funcionescorporales, reciclando ADP (adenosn difosfato) para reemplazar el suministro de ATP segn su requerimiento.Pacientes atendidos por la medicina privada especializada en SFC fueron diagnosticados utilizando los criterios

de los Centros para el Control de Enfermedades (Centers for Disease Control)estadounidenses. Consultando acada paciente, un nmero de la Escala de Capacidad Bell para el SFC (Bell CFS Ability Scale) fue asignado, yuna muestra de sangre fue tomada para el test perfil de ATP (ATP profile) diseado para el SFC y otrostrastornos que cursan con fatiga. Cada test produjo 5 factores numricos que describen la disponibilidad de

ATP en los neutrfilos, la fraccin del complejo con magnesio, la eficiencia de la fosforilacin oxidativa, y laseficiencias de transferencia de ADP hacia la mitocondria y de ATP hacia el citosol, donde la energa esutilizada. Con el consentimiento de cada uno de los 71 pacientes y de los 53 individuos sanos de control, los 5factores han sido cotejados con la Escala de Capacidad Bell. Los factores numricos individuales muestran quelos pacientes tienen diferentes combinaciones de lesiones bioqumicas. Cuando los factores son combinados,una correlacin excepcional es observada entre el grado de disfuncin mitocondrial y la severidad de laenfermedad (P


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Introduccin

El sndrome de fatiga crnica es una enfermedadmultisistmica que les roba a sus vctimas su saludy dignidad. Dos de los signos ms caractersticos ydebilitantes del SFC son una resistencia muyreducida y una fatiga post-ejercicio. A veces lafatiga es principalmente mental, y otras es

fundamentalmente fsica. La fatiga se considerafalta de energa, viniendo sta del procesometablico bsico de la oxidacin de los nutrientes.

Una hiptesis ampliamente sostenida (A) es que elmetabolismo en personas con SFC es normal y lafatiga y otros sntomas son debidos a factorespsicolgicos. Se sabe que la fatiga fsica es falta deenerga, pero la fatiga mental es considerada comouna sensacin subjetiva caracterizada por una faltade motivacin y alerta [1], incluso aunque elcerebro sea el principal consumidor de energacelular en estado de reposo. Los pacientes puedenmostrar una disposicin negativa a la enfermedadque incrementa la severidad de los sntomas [2,3].Sin embargo, si el metabolismo est funcionandoadecuadamente, la fatiga y los sntomasrelacionados deben ser debidos a que la energaest siendo malgastada por procesos mentales yfsicos de estrs, ansiedad, tensin y depresin.Los pacientes deberan poder ser ayudados, yposiblemente curados, con una intervencinpsicolgica, p.ej. la terapia congnitivo-conductual.Para explicar el malestar post-ejercicio unahiptesis alternativa (A') es necesaria, pudiendo

llamarse falta de acondicionamiento fsico debidoal desuso de los msculos. Sin embargo, lahiptesis A' no se sostiene en la prctica, comoveremos en muchos casos a continuacin.

Una hiptesis alternativa (B) es que hay unadisfuncin metablica donde no se produce lasuficiente cantidad de energa. La fuente principalde energa viene de la completa oxidacin de laglucosa a dixido de carbono y agua. El sistemadigestivo produce glucosa, glicerol y cidos grasos,y aminocidos. Si hay un problema en el sistema

digestivo, p.ej. fermentacin intestinal,hipoclorhidria o insuficiencia pancretica, laproduccin de energa se ver afectada y puedeprovocar una fatiga [4]. Estas condiciones puedeny deberan ser comprobadas. Las alergias y un malfuncionamiento de la glndula Tiroides tambinpueden producir fatiga.

Cuando el sistema digestivo funcionacorrectamente, el torrente sanguneo se nutre deglucosa y lpidos, donde, junto con el oxgenounido a la hemoglobina en los eritrocitos (glbulos

rojos), son transportados a cada clula del cuerpo.En el citosol de cada clula la glucosa sedescompone, en una serie de reacciones qumicasllamadas gliclisis, en dos molculas de piruvato

que entran en los orgnulos productores deenerga presentes en la mayora de las clulas delcuerpo, llamados mitocondrias. Algunos detallesestructurales y el nmero de mitocondrias porclula depende de los requerimientos de energaen cada caso; las clulas cardiacas, del msculoesqueltico, del hgado y del cerebro son las quelas tienen mayor nmero. La mitocondria genera

energa mediante el metabolismo oxidativo enforma de ATP (adenosn trifosfato) que cuando sehidroliza al bifosfato ADP, libera energa paraproducir contracciones musculares, impulsosnerviosos y cualquier proceso consumidor deenerga, incluyendo la energa qumica necesariapara sintetizar todas las molculas complejas delorganismo [5,6]. As, una disfuncin mitocondrialresultar en fatiga y puede producir otros sntomasdel SFC.

Las dos hiptesis no son mutuamente excluyentes.Algunos pacientes pueden satisfacer ambas. Sinembargo hay restricciones; el ritmo metablicobasal (alrededor de 7000 kJ por da) debe sermantenido y la primera ley de la termodinmica nopuede ser violada.

Hay pruebas evidentes de que la disfuncinmitocondrial est presente en algunos pacientes deSFC. Biopsias musculares estudiadas mediantemicroscopio electrnico han mostradodegeneracin mitocondrial anormal [7-9]. Tambinse han encontrado en biopsias, severas deleccionesgenticas en el ADN mitocondrial (mtADN), genes

que estn asociados con la produccinbioenergtica [9,10]. Una consecuencia de ladisfuncin mitocondrial es un incremento en laproduccin de radicales libres, que causan daooxidativo. Este dao oxidativo y una incrementadaactividad de las enzimas antioxidantes han sidodetectados en especmenes musculares [11].

Algunos compuestos esenciales (carnitina y acil-carnitina) necesarios para algunas reaccionesmetablicas en la mitocondria han sido medidos ensuero, y se han encontrado reducidos en pacientescon SFC [12,13]. Ambos estudios encontraron una

correlacin entre los niveles de carnitina y lacapacidad funcional. Tambin se han encontradoun metabolismo oxidativo reducido [14-16] yconcentraciones ms altas de xenobiticos, lactatoy piruvato.

En un grupo de pacientes fue observada unadisminucin del pH intracelular despus deejercicio moderado, y un ratio reducido de sntesisde ATP durante la recuperacin fue tambinmedido [18]. Estos hallazgos sugieren unaafectacin en el reciclaje mitocondrial del ADP en

ATP.

Sin embargo, tambin hay estudios similares queno confirman la disfuncin mitocondrial. Esprobable que esto sea debido a los diferentes


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criterios de diagnstico utilizados. Por ejemplo, elcriterio de Oxford (Oxford criteria) [1], unadefinicin propuesta por psiquiatras, requiere solofatiga; "otros sntomas pueden estar presentes"pero no son esenciales. El criterio de los Centrospara el Control de Enfermedades [Centers forDisease Control (CDC)], es ms selectivo ya querequiere cuatro sntomas adicionales de una lista

de ocho [19]. En Inglaterra en 2007 el InstitutoNacional para la Calidad Clnica [National Institutefor Clinical Excellence (NICE)] todava introdujootro criterio, fatiga ms algn otro sntoma, porejemplo dolor de garganta persistente [20]. Al otrolado del espectro estn los criterios basados enestudios de pacientes con Encefalopata Milgica(EM) [21-23] que han culminado en el consenso decriterios Canadienses [24]; el criterio canadiense esimprobable que incluya a pacientes que satisfaganslo la hiptesis A. Todava ms confuso es elhecho de que ambos criterios, el Canadiense y elnuevo NICE de Inglaterra usan el trmino EM/SFC(ME/CFS) a pesar de que sus criterios son muydiferentes. Hoy en da el criterio de los CDC esinternacionalmente usado como criterio parapropsitos de investigacin a pesar de su falta deprecisin [25]. Esta situacin puede cambiar en elfuturo porque el criterio canadiense est ganandouna aceptacin ms amplia, y una agencia deinvestigacin benfica (ME Research UK) requiereahora ambos criterios, el de los CDC y elCanadiense, para ser usados en los proyectos deinvestigacin que financia. Usamos los trminosSFC o SFC/EM para el criterio de los CDC y EM/SFC

para el criterio Canadiense. Nuestro estudio tienecomo meta evaluar el rol de la disfuncinmitocondrial, con el objetivo principal de ayudar alos pacientes.

La hiptesis B es atractiva porque una disfuncinmitocondrial en varios rganos ofrece una posibleexplicacin para muchos de los otros sntomas delSFC y de la EM. Hay pruebas crecientes de que lossntomas son debidos a disfunciones a un nivelcelular. Se han visto anormalidades en clulas delsistema inmune [26], y estudios de expresin

gentica han revelado anormalidades en genesasociados con clulas del sistema inmune, clulascerebrales, clulas del msculo esqueltico, con latiroides y con la mitocondria [27,28]. Otro estudioposterior identific siete fenotipos clnicos [29].Parece que hay tres grupos distintos deanormalidades clnicas que definen el SFC [30]: (a)anormalidades en el flujo sanguneo y vasculares,como la intolerancia ortosttica (sistema vascular),(b) dolor generalizado, y alta sensibilidad acomidas, temperatura, luz, ruido y olores(sensibilizacin del Sistema Nervioso Central), y (c)

fatiga, cansancio y niebla mental (produccin deenerga mermada). La hiptesis B consiste en quela falta de energa en el tercer grupo se origina enlas mitocondrias de las clulas individuales. Pero la

disfuncin mitocondrial tambin puede producir lasanormalidades (a) y (b) porque el ATP producidoen cada clula por sus mitocondrias es la principalfuente de energa para todas las funcionescorporales.

Estas observaciones de las investigacionesbiomdicas en el SFC son muy prometedoras, pero

cunto tiempo tienen que esperar los pacientesantes de que haya un progreso real en la mejorade sus sntomas? En la consulta mdica privadaespecializada en el SFC, la meta principal es hacerque los pacientes se sientan y funcionen mejor. Secomienza el tratamiento utilizando el conocimientobiomdico existente para proporcionar una base denutricin, del manejo del estilo de vida y deldescanso. En caso de estar presentes, tambin seabordan los problemas tiroideos, adrenales y dealergias. La mayora de pacientes mejora con estasintervenciones. No obstante, en muchos casos lamejora no es tan grande como quisieran elpaciente y el mdico. Cuando uno de nosotros(SM) supo que se comercializaba el kit necesariopara la realizacin del test perfil de ATP se pensque podra ser til para predecir el nivel deincapacidad y para identificar cualquier lesinbioqumica que pudiera ser la causa subyacente. Elkit del test perfil de ATP, desarrollado por uno denosotros (JMH), se ha diseado especficamentepara el SFC y para otras condiciones donde ladisponibilidad de energa est reducida. Seencontr rpidamente que el perfil de ATP eramuy til para predecir el nivel de incapacidad,

sugiriendo adems cuales eran las intervencionesque ms probablemente beneficiaran a lospacientes. A los efectos de este estudio se hanefectuado los tests en una determinada cantidadde pacientes y tambin en ciertos sujetos sanos.Una vez cotejados, los resultados de los testsmostraron evidencias completamente inesperadas.

Antes de informar sobre los procedimientos de lostests y sus resultados, proporcionamos un breveresumen sobre la manera en la que lasmitocondrias producen energa.

Metabolismo energtico mitocondrial

En cada clula la glucosa es descompuesta enpiruvato, proceso en el que se produce algo de

ATP (2 molculas netas por cada molcula deglucosa). El piruvato y los cidos grasos entran enlas mitocondrias de cada clula, como muestra deforma esquemtica la Figura 1, donde ocurrendos procesos metablicos coordinados: el ciclo delos cidos tricarboxlicos (TCA), tambin conocidocomo ciclo de Krebs, que produce algo de ATP, y lacadena de transporte de electrones (ETC, tambin

llamada Cadena Respiratoria porque utiliza lamayora del oxgeno que respiramos) que regenerael ATP desde el ADP mediante el proceso de lafosforilacin oxidativa (ox-phos). En total se


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producen algo ms 30 molculas de ATP por cadamolcula de glucosa, y stas constituyen lospaquetes ms importantes de energa celular,usados para todos los procesos vitales. Adems delos alimentos y el oxgeno, las vas metablicasrequieren todos los nutrientes implicados en laproduccin de una gran cantidad de enzimas quecontrolan la multitud de reacciones bioqumicas

implicadas y todos los cofactores necesarios paraactivar las enzimas [31-33]. La mayora de lasenzimas estn codificadas por el ADN nuclear(nADN) de los ncleos celulares y unas pocas estncodificadas por el mtADN. Algunas de las enzimasdependen de otros rganos. Por ejemplo, lahormona tiroidea es necesaria para el ciclo TCA.Por otra parte el hipertiroidismo, puede desacoplarel proceso ox-phos [34]; o sea que un problematiroideo puede llevar a desarrollar fatiga y estopuede ser analizado. El cuerpo humano contienenormalmente menos de 100 gr. de ATP encualquier instante, pero puede consumir hasta 100Kg. al da. Por esto el proceso ox-phos de reciclajees extremadamente importante y produce ms del90% de nuestra energa celular. Las caractersticasy los procesos ms importantes estn ilustrados demanera simplificada en la Figura 1 (se puedenencontrar ms detalles en cualquier libro de textode bioqumica de nivel pre-universitario, p.ej. [6], yen libros de texto de biologa de nivel avanzado de

la escuela secundaria, p.ej. [35]). El ETC culminacon el complejo protenico ATP sintasa que escomo un motor secuencial reversible en el que seproducen 3 molculas de ATP a partir de ADP yfosfato inorgnico (P) en cada revolucin [36].Debido a la historia evolutiva el ATP se producedentro de la membrana interna de lasmitocondrias, pero se utiliza fuera de ella, en el

citosol, donde libera energa al convertirse en ADPy Pi. Como in negativo el P es co-transportado devuelta haca dentro junto con el H+, mientras queel ADP3- es transportado tambin haca dentro atravs de la protena Translocasa, adeninanucletido translocasa (TL o ANT),intercambindose por el ATP4- que sale y entra enel citosol. Aqu hay problemas potenciales porquese sabe que ciertas molculas especficas (p.ej. laatractilosida) bloquean la transferencia haca elinterior, mientras otras pueden bloquearla haca elexterior [37], y existe la posibilidad de que hayaotras molculas, incluyendo contaminantesambientales que puedan bloquear dichastransferencias.Qu ocurre cuando alguna parte de estas vasmetablicas celulares funciona incorrectamente? Sino funciona correctamente la fuente de energamitocondrial pueden aparecer muchos sntomas deenfermedad [38] incluyendo los sntomas del SFC.

FIGURA 1. Metabolismo energtico en una clula y en la mitocondriaFases ms importantes y localizacin del metabolismo energtico en una clula humana (izquierda), y detalles simplificados deuna mitocondria que muestra los ciclos metablicos principales y la cadena respiratoria de fosforilacin oxidativa (derecha). La

membrana mitocondrial externa es muy permeable, mientras que la interna lo es solamente para agua y gases. Protenasespeciales transportadoras y Translocasas pasan los reactantes a travs de ella. Arriba estn las protenas implicadas en la cadenarespiratoria del traspaso de electrones (ETC) y en el traspaso de ATP y ADP entre el citosol y la mitocondria. EL ADP y el Pi soncombinados por la ATP sintasa para fabricar ATP. La Translocasa ADP/ATP se abre haca fuera (OUT) para transferir ADP a lamatriz y se abre hacia dentro (IN) para trasferir ATP al citosol. La enzima nicotinamida adenina dinucleotido juega un papel


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fundamental en su forma oxidada NAD+ y en su forma reducida NADH + H+ en el transporte y en la transferencia de protones(H+) y electrones (e-). Adaptado de: [35] y [5].

Supongamos que la demanda de ATP es ms altaque el ritmo al que puede ser reciclado. Estoocurre a los atletas durante la carrera de 100metros. Las clulas musculares entran en elmetabolismo anaerbico donde cada molcula deglucosa es convertida en 2 molculas de cidolctico. Este proceso es muy ineficiente (5.2% deproduccin de energa comparada con el 100% dela oxidacin completa) y solo puede durar unospocos minutos. El incremento de acidez producedolor muscular. Asimismo, cuando la concentracinde ADP en el citosol incrementa y ste no puedeser reciclado suficientemente rpido en ATP, ocurreotra reaccin qumica. Esto se vuelve importante sihay cualquier disfuncin mitocondrial. Dosmolculas de ADP interactan para producir una de

ATP y una de AMP (adenosn monofosfato). El AMP

no puede ser reciclado [6] y a consecuencia sepierde la mitad del potencial del ATP. Esto precisade algunos das para reponerse y puede contribuiral sntoma de malestar post-esfuerzoexperimentado por los pacientes [39-43].

Por esto la disfuncin mitocondrial que resulta enun deterioro de la produccin y del reciclaje del

ATP es una hiptesis biolgicamente plausible, yhay considerable evidencia de que esto es unfactor contributivo en el SFC, al menos en unsubgrupo de pacientes. Nuestro estudio puede

considerarse como un test de esta hiptesis.Mtodos

Participantes

Setenta y un pacientes, 54 mujeres de media deedad de 47 (rango de 14 a 75) y 17 hombres demedia de edad de 52 (rango de 20 a 86), fueronseleccionados de un total de 116 pacientesconsecutivos que acudieron a una clnica mdicaprivada especializada en SFC/EM. Solamente seexcluyeron a los pacientes si no cumplan loscriterios de diagnstico para el SFC de los CDC[19] o si se haban realizado el test perfil de ATPantes de haberlos visto clnicamente. Seefectuaron, cuando eran apropiados, evaluaciones,tests e intervenciones, por problemas dietticos yde sueo, alergias, y problemas tiroideos yadrenales. Tambin se les dio consejo sobre elreposo requerido. Despus de esta fase semantuvo una reunin con cada paciente durante lacual se les asign una acordada Habilidadnumrica, la cual fue registrada en las notasclnicas. La Escala integral de Habilidad SFC [44] va

de 0 a 10 y se adjunta en el Apndice A. Sepropuso a aquellos pacientes que no habanmejorado hasta un nivel clnico aceptable despusde estas intervenciones que se realizaran el test

perfil de ATP. Todos los pacientes participantestenan una puntuacin de 7 o menos en la Escalade Habilidad SFC.

Se explic la naturaleza del test y cada pacienteaccedi (y pag) a realizarse el test perfil de ATP(se necesitaba una muestra de 3 ml de sangrevenosa). El laboratorio que efectu los tests (BiolabMedical Unit, www.biolab.co.uk) desconoca laHabilidad asociada con cada muestra de sangre. Amedida que se realizaban los test en mspacientes, quedaba patente que los resultados del

perfil de ATP estaban proporcionandoinformacin til, y se les pidi a los pacientes unpermiso escrito e informado para utilizar demanera annima los datos de sus tests. Todos lospacientes lo dieron.

Como Director del Laboratorio Biolab y hasta suretiro de ese puesto en 2007, uno de nosotros(JMH) recolect muestras sanguneas de cincuentay tres voluntarios sanos. Biolab obtuvo el permisoescrito con el consentimiento informado de cadavoluntario. Se procesaron de la misma manera lasmuestras del grupo de pacientes y del grupo desujetos sanos (de control). El grupo de controlconsista en 40 mujeres con una media de edad de36 (rango de 18 a 63) y en 13 hombres cuyamedia de edad era de 35 (rango de 18 a 65).

Para ambos grupos todos los procedimientosfueron consistentes con la Declaracin de Helsinki(2000) de la World Medical Association(www.wma.net) y este informe sigue las guasdel International Committee of Medical JournalEditors (icmje.pdf disponible enwww.icmje.org).

Procedimientos

El ATP est presente en las clulas, sobre todocomo un complejo con magnesio y es hidrolizado aldifosfato (ADP) como la fuente de energa msimportante para los msculos y otros tejidos. Laconversin de ADP en ATP dentro de lasmitocondrias puede ser bloqueada o parcialmentebloqueada por ciertos contaminantes ambientales.Especficamente, la TL en la membranamitocondrial que controla la transferencia de ADPdesde el citosol y de ATP haca el citosol, puede serqumicamente inhibida, siendo su eficacia tambindependiente del pH. Los cambios en el equilibrio

cido-base, la disponibilidad de magnesio y lapresencia de productos metablicos anormalespueden tener similares efectos que la inhibicinxenobitica de la TL.


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Figura 2. Grficas de dispersin de los 5 factores (Desde A hasta E) medidos en el test perfil del ATP vs. Habilidad SFC. En elmedio estn los histogramas de proyeccin estratificados de las 3 categoras del grupo de pacientes, y a la derecha loshistogramas de proyeccin del grupo de control. Las gruesas lneas de guiones horizontales corresponden al valor mnimo de cadafactor medido para el grupo de control.


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El histograma estratificado para lospacientes y para los datos relativos a laHabilidad SFC muestra claramente quealgunos pacientes estn en la reginnormal y que algunos estn por debajo,separndose en dos grupos con muy poco

solapamiento. En vez de comparar a lospacientes con la media del grupo de controlcomo se acostumbra, preferimoscompararlos con los valores mnimos delgrupo de control, que est ms claramentedefinido. Este mtodo tambin nos permiteclasificar los pacientes segn se encuentrenen la regin normal o por debajo. Esto sepuede cambiar fcilmente y se dan todoslos nmeros en la Figura 2.Por tanto mostramos con una gruesa lneade guiones horizontal el valor mnimo de

cada factor medido en los controles.

La Figura 2A, ATP vs. Habilidad SFC,muestra que la mayora de los pacientes

muy severos y severos estn por debajodel mnimo normal, pero muy pocos estndebajo del 75% de este mnimo. Apuntarque 3 de los pacientes muy severosestn dentro de la regin normal; stostienen problemas con uno o ms de losotros 4 factores. Sobre el 50% de lospacientes moderados estn en la regin

normal. Hay una pequea correlacinpositiva que se indica con las crucestrend. No hay un suave incremento en elATP con la Habilidad, pero s un aumentode la fraccin de los pacientes por encimade la lnea mnima de normalidad.

La Figura 2B muestra el Ratio de ATP vs.Habilidad SFC. La mayora de pacientes enlas 3 categoras estn por debajo delmnimo normal y aproximadamente 1/3 delos pacientes moderados estn por debajode 75% del mnimo normal. La correlacin

con la Habilidad es ligeramente negativa.Los valores para los sujetos de controlestn sin embargo claramente agrupadoscon un mnimo de 0.65 y una media de0.69.

La grfica para el Ox Phosen la Figura 2Cmuestra un amplio rango de valores y unafuerte correlacin positiva para este factorcon respecto al grupo de pacientes. Laproyeccin estratificada claramentemuestra que hay dos grupos por encima

y por debajo del mnimo normal y el grupode arriba abarca un rango similar a los

controles. Destacar el alto valor para elnico paciente con Habilidad SFC=0. Estepaciente tambin tiene ATP=1.26 y un ATPRatio=0.59 que no estn muy por debajode los mnimos normales.

La grfica TL OUT de la Figura 2D tambinmuestra dos grupos, sinembargo en estecaso con un pico en las proyeccionesestratificadas, justo por encima del mnimonormal, y esto se ajusta estrechamente conla proyeccin del grupo de control. Muchospacientes, particularmente los muyseveros estn muy por debajo del mnimonormal.

La grfica TL INde la Figura 2E tambinmuestra un pico en la regin normal. No

obstante, algunos pacientes tienen valoresmuy bajos, incluyendo el paciente conHabilidad SFC=0. El producto TL OUT TLIN es solamente 0.012 para este pacienteque est gravemente enfermo, mientrasque este producto es 0.17 para el mnimonormal, un mltiplo mayor de 14. Sisolamente se hubiera medido el ATP y elOx Phos no se hubiera detectado la muysevera disfuncin mitocondrial de estepaciente. Destacar la fuerte correlacinpositiva para el TL IN.

La mayora de pacientes estn por debajode lo normal en ms de un factor (El[rango] medio es 3.7 [de 2 a 5] para muyseveros, 3.5 [de 2 a 5] para severos y2.2 [de 1 a 4] para moderados). Algunasde estas caractersticas estn resumidasnumricamente en la Tabla 1.

Para la mayora de factores, el porcentajede pacientes que estn en la regin normalincrementa al ir de muy severos a

severos y a moderados. La excepcin es

el Ratio ATP que disminuye ligeramente,siendo constante el error estadstico delmismo. Tanto el TL IN, como el productoTL OUT TL IN, incrementan por mltiplosaltos. Para los pacientes de la categora

moderada la influencia ms importante ensu enfermedad parece ser el Ratio ATP.La Tabla 1 tambin ilustra la importanciade medir ms de un factor. Por ejemplo, sise hubiera medido solamente el ATP, el28% de todos los pacientes se hubieran

clasificado como normales, y de habermedido unicamente el Ox Phos, el 32% de

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Figura 3. Grficas de dispersin de correlaciones entre las parejas de factores medidos en el perfil de ATP.En la grfica Ox Phos vs. TL OUT (Figura3C) slo 6 pacientes (todos moderados)estn en la regin normal de ambosfactores. Observar cmo los resultados parael TL OUT muestran 2 grupos, una banda

estrecha a la derecha de la lnea de guionesvertical y un grupo esparcido a la izquierdade esta lnea. Mirndolo verticalmente,vemos que para el primer grupo, laHabilidad de los pacientes (indicada por las3 categoras) est correlacionada con suvalor de Ox Phos. Hay un granesparcimiento para esta variable, y denuevo parece haber dos grupos, ms omenos divididos por la lnea del mnimonormal horizontal. Algunos de los pacientesde las 3 categoras estn por encima de

esta lnea, pero tienen problemas con uno oms de los otros factores. Algunos de lospacientes "muy severos" tienen el Ox Phospor debajo del mnimo normal, condiferencias de un orden de magnitud.

En la grfica Ox Phos vs. TL IN (Figura3D) hay muchos ms pacientes en laregin normal para ambos factores, perotambin muchos con valores muy bajospara una o ambas variables.

En la grfica TL IN vs. TL OUT (Figura 3E)hay dos grupos, uno en la esquina derechasuperior que corresponde a la reginnormal para ambos factores, y otro muypor debajo, en el TL IN ~ 0.1. Algunospacientes estn tambin muy por debajodel mnimo normal para ambas variables.

Segn los mtodos bioqumicos empleadospodramos esperar cierta correlacin entrelos factores TL y Ox Phos, pues ambosestn muy relacionados, interactuandoconjuntamente en el ciclo de reconversin

del ADP en ATP. Sin embargo las grficasindican que los mtodos bioqumicosutilizados permiten separar los factores TLy Ox Phos y medirlos as de maneraindividual.

Creemos que esta es la primera vez quehan sido observados estos efectos demanera tan detallada.

La Puntuacin de la Energa Mitocondrial

Las mediciones bioqumicas obtenidas porel perfil de ATP separan los procesos degeneracin de energa y de reciclaje en 5

pasos. Como en cualquier procesosecuencial, por ejemplo en la produccin depotencia elctrica o en una cadena demontaje, la eficiencia del proceso global esel producto de las eficiencias de los pasos

individuales. Cualquier ndice deponderacin relativa es irrelevante;nicamente tiene consecuencia dentro deun factor general de normalizacin. Elproducto de ATP y Ratio ATP es laconcentracin celular de ATP en complejocon magnesio y esto corresponde alsuministro de energa disponible en formade ATP. Ox Phos es la eficiencia del ETCque convierte el ADP en ATP. Sin embargo,para producir ms energa disponiblemediante el reciclaje del ADP, la protena

Translocasa debe encarar de maneraeficiente su sitio de unin hacia fuera, pararecoger el ADP (TL OUT), yalternativamente encararlo hacia dentro (TLIN), para transmitir de manera eficiente el

ATP desde la mitocondria hacia el citosol,donde su energa pueda ser utilizada.

Hemos concluido que es til calcular elproducto de los cinco factores, esto es, laeficiencia relativa global de produccin deenerga mitocondrial, a la que hemosllamado Puntuacin de EnergaMitocondrial. Simplemente multiplicamoslos 5 factores para cada paciente y paracada control. El valor mnimo para loscontroles es 0.182 fmoles/clula. Hemoselegido este valor como nuestro punto denormalizacin, por el cual hemos dividido laPuntuacin de Energa Mitocondrial (Tantopara los pacientes como para los controles),obteniendo de esta forma un valor dePuntuacin de Energa Mitocondrial 1para todos los controles.

En la Figura 4A se muestra una grfica dedispersin de la Puntuacin de Energa paracada paciente y cada sujeto sano decontrol, con respecto a su Habilidad SFC. Lalnea de guiones horizontal indica el valormnimo para los sujetos de control y ste esnuestro valor de normalizacin de 1.00.Solo uno de los 71 pacientes tiene unaPuntuacin de Energa > 1 (exactamentede 1.25, con una Habilidad SFC = 7). Noobstante, este paciente muestra 2 de los 5factores por debajo del mnimo de

normalidad.



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aleatorio que adems requiere muchotiempo, puede ser remplazado porintervenciones basadas en informacin ycomprensin bioqumica [53]. El anlisis delos resultados de las intervenciones queestn llevndose a cabo (ver

www.drmyhill.co.uk), ser el tema deuna futura publicacin.

Conclusiones

Hemos demostrado la capacidad y lautilidad del test perfil de ATP al confirmary determinar con precisin las disfuncionesbioqumicas en las personas con SFC.

Nuestras observaciones nos permitensealar con solidez la disfuncin

mitocondrial como la causa inmediata delos sntomas del SFC. No obstante, nopodemos determinar si el dao en lafuncin mitocondrial es un efecto primario,o secundario a una o ms condicionesprimarias, por ejemplo a la hipoxia celular[30], o al estrs oxidativo, incluyendo unexceso de peroxinitrito [54-58]. Ladisfuncin mitocondrial est tambinasociada a algunas otras enfermedades, yesto no es sorprendente teniendo encuenta el importante papel que

desempean las mitocondrias en casi todaslas clulas del cuerpo, aunque este hechoparece haber sido reconocido slo en losltimos aos [34, 38, 59, 60].

Las observaciones aqu presentadasdeberan ser confirmadas en un estudiodebidamente planificado y financiado. Sedeberan realizar los tests bioqumicos enlos pacientes con SFC, antes y despus delas intervenciones clnicas apropiadas yposiblemente tambin en pacientes conotras condiciones incapacitantes que cursencon fatiga. Tambin sera bueno poderconfirmar los resultados de los testsbioqumicos en un segundo laboratorio(quizs apoyado por el gobierno).

Agradecimientos

Agradecemos los tiles comentarios de los Dres.Derek Pheby y Neil Abbot.

Direccin para la correspondencia: Norman E.Booth, PhD, Applegate, Orchard Lane, EastHendred, Wantage OX12 8JW, UK, Telfono: +44

(0)1235 833486E-mail: [email protected]

Apndice A La escala de Bell de HabilidadSFC (Bell CFS Ability Scale)Esta escala es una medicin til y sensible del nivelde actividad y habilidad para funcionar de lospacientes con SFC/EM [44]. Es similar a laPuntuacin del ndice de Energa (Energy Index

Point Score) (EIPS, www.cfsviraltreatment.com)[61]. Va de 0 a 10 con:

0. Sntomas Severos constantes; confinado en lacama todo el tiempo; incapaz de cuidarse solo.

1. Sntomas Severos en reposo; confinado en lacama la mayora del tiempo. No sale de casa.Marcados sntomas cognitivos que afectan a laconcentracin.

2. Sntomas moderados a severos en reposo.Incapaz de realizar actividad intensa. Actividadglobal del 30-50% de lo esperado. Incapaz de salirde casa excepto en ocasiones puntuales. Confinadoen la cama la mayora del da. Incapaz deconcentrarse durante ms de 1 hora al da.

3. Sntomas moderados a severos en reposo.Severos sntomas con cualquier ejercicio; nivel deactividad global reducido al 50% de lo esperado.Usualmente confinado en casa. Incapaz de realizartareas extenuantes. Capaz de hacer trabajo deoficina durante 2-3 horas al da, pero requiereperiodos de descanso.

4. Sntomas moderados en reposo. Moderados aseveros sntomas con ejercicio o actividad; el nivelglobal de actividad est reducido al 50-70% de lo

esperado. Capaz de salir una o dos veces porsemana de casa. Incapaz de llevar a cabo tareasextenuantes. Capaz de realizar trabajo sentado encasa durante 3-4 horas al da, pero requiereperiodos de descanso.

5. Sntomas moderados en reposo. Moderados aseveros sntomas con ejercicio o actividad; el nivelglobal de actividad est reducido al 70% de loesperado. Incapaz de hacer tareas extenuantes,pero capaz de realizar ligeras tareas o trabajo deoficina durante 4-5 horas al da, pero requiereperiodos de descanso.

6. Sntomas leves a moderados en reposo. Lalimitacin en las actividades diarias se notanclaramente. Funcionamiento general del 70% al90%. Incapaz de trabajar a jornada completa entrabajos que requieran actividad fsica (incluyendosimplemente estar de pie), pero capaz de trabajara jornada completa en actividades ligeras (estandosentado) si el horario es flexible.

7. Sntomas leves en reposo; algunas limitacionesen las actividades diarias se notan claramente. Elfuncionamiento global est cerca del 90% de loesperado, excepto para actividades que requieranesfuerzo. Capaz, pero con dificultades, de trabajara jornada completa.

8. Sntomas leves en reposo. Los sntomasempeoran con el esfuerzo. Slo se percibe una



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mnima limitacin en aquellas actividades querequieren esfuerzo. Capaz de trabajar a jornadacompleta, con dificultades en aquellos trabajos querequieran esfuerzo.

9. Ningn sntoma en reposo. Sntomas leves con laactividad. Un nivel normal de actividad global;

capaz de trabajar a jornada completa sindificultades.

10. Ningn sntoma en reposo o con ejercicio; nivelnormal de actividad general. Capaz de trabajar orealizar tareas caseras a tiempo completo sindificultades.

Apndice B Los tests perfil de ATP

Los tests perfil de ATP fueron desarrollados yllevados a cabo en la unidad mdica Biolab,Londres, GB (www.biolab.co.uk), donde uno denosotros (JMH) fue Director de Laboratorio hastasu retiro en 2007. Las muestras de sangre serecibieron en tubos de heparina de 3 ml y erantestadas y procesadas en un mximo de 72 horasdesde la venipuntura. Describimos aqu brevementelas 3 series de mediciones, (A), (B) y (C) y cmo secalcularon los 5 factores numricos. (Se puedenobtener los detalles paso por paso contactando aJMH en [email protected]).

Se separan los neutrfilos mediante lacentrifugacin de gradiente de densidadHistopaqueTM, segn el Procedimiento Sigma No.1119 (1119.pdf disponible enwww.sigmaaldrich.com). Se comprueba la purezacelular mediante microscopio ptico y se evala la

concentracin celular utilizando un contador declulas automtico. La medicin cuantitativa de labioluminiscencia del ATP se realiz usando el Kit deEnsayo de Bioluminiscencia de Clulas SomticasAdenosina 5-trifosfato (ATP) (Sigma) [SigmaAdenosine 5-triphosphate (ATP) BioluminescentSomatic Cell Assay Kit, (FLASC)], de acuerdo con elBoletn Tcnico Sigma (Technical Bulletin No.BSCA-1 (FLASCBUL.pdf). En este mtodo seconsume el ATP y se emite luz cuando la luciferasade la lucirnaga cataliza la oxidacin de la D-luciferina. La luz emitida es proporcional al ATPpresente, y se mide con un espectrmetrofluorescente Perkin-Elmer LS 5B equipado con un(flow-through micro cell). Se utiliza el Sigma ATPStandard (FLAA.pdf) como control y como mtodoadicional de control de calidad para comprobar larecuperacin. Hay kits similares disponibles deotros proveedores, p.ej. el sistema de ensayo ATPENLITENTM (ENLITENTM ATP Assay System) [BoletnTcnico en www.promega.com), y ahora haydisponibles instrumentos accesorios, p.ej. ModulusLuminescence Modules (ver las instrucciones deaplicacin:

www.turnerbiosystems.com/doc/appnotes /PDF/997_9304.pdf).

(A). Se mide primero el ATP con un exceso de

magnesio aadido mediante la Mezcla de EnsayoSigma (Sigma ATP Assay Mix) lo cualproporciona el resultado a. Esto es el primer factor,

la concentracin del ATP en las clulas completas,ATP=a en unidades de nmoles/106 clulas (ofmoles/clula) .

Se repite la medicin nicamente con el magnesioendgeno presente, utilizando los mismos reactivosproducidos en el propio laboratorio sin magnesio

aadido, dando el resultado b en las mismasunidades. El ratio, c= b/a, e el segundo factor, elRatio ATP.

(B). Para medir la eficiencia de conversin del ADPen ATP va el proceso ox-phos, se utiliza elresultado ATP, a (con exceso de magnesio), yentonces se inhibe la conversin en el laboratoriocon sodio azida durante 3 min y se obtiene elresultado d (tambin con exceso de magnesio).Luego se elimina el inhibidor de laboratoriolavndolo con un tampn salino y las mitocondriasdeberan recuperar (otra vez durante 3 min)rpidamente los niveles de ATP a partir del ADP.Esto proporciona el resultado e en las mismasunidades. La eficiencia de conversin Ox Phosviene determinada por: f= [(e d) / (a d)].

(C). Para medir la efectividad de la Translocasa(TL) en la membrana mitocondrial se destruyen lasclulas y se atrapan las mitocondrias en pellas enun medio de afinidad cromatografa adulterado conuna baja concentracin de atractilosida. Estoinmoviliza las mitocondrias mientras se eliminan losotros componentes de las clulas al lavarse. Lostampones utilizados en este momento liberan lasmitocondrias dejando la atractilosida como soporteslido que no interviene ms en el proceso. La

concentracin de ATP mitocondrial se mide,obteniendo el resultado g, en unidades depmoles/millones de clulas. Para la siguientemedicin algunas pellas son sumergidas en unasolucin tampn (que acta como un citosolartificial), que contiene ADP con un pH = (5.5 0.2) , que incita a la Translocasa a recoger el ADPpara convertirlo en ATP en la mitocondria. Despusde 10 minutos el ATP se mide de nuevo, dando elresultado h en las mismas unidades. El factor TLOUT es el incremento fraccional de ATP

j= [(h g) / g].

Para las siguientes mediciones se sumergen laspellas en un tampn que no contiene ADP y seestimula a la TL para que deje de recoger ADP, yen su lugar transfiera ATP al citosol artificial a unpH = (8.9 0.2). Despus de 10 minutos se mideotra vez el ATP mitocondrial dando el resultado k,siendo el factor TL IN la disminucin fraccional l= [(g k) / g].

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sfc y disfunción mitocondrial

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