Distribución del polimorfismo Q192R del gen de la paraoxonasa 1 en una población del distrito de Junín (Región Junín, Perú) / Distribution of the Q192R polymorphism of the paraoxonase 1 gene in a population of the district of Junín (Junín region, Peru)

Objetivo: La paraoxonasa 1 (PON1), una esterasa asociada a las lipoproteínas de alta densidad (HDL), presenta diversos polimorfismos: el polimorfismo PON1 Q192R (región codificante) es el responsable de las variaciones de la actividad paraoxonasa de la enzima. El alelo PON1 192R es considerado un factor de riesgo para desarrollar trastornos cardiometabólicos en algunas poblaciones. El objetivo del presente estudio es determinar la distribución de los polimorfismos PON1 Q192R, y su asociación con el perfil lipidíco y APO A1 en una población andina. Materiales y métodos: Estudio descriptivo, transversal, en el que participaron 79 personas adultas (26 hombres y 53 mujeres), clínicamente sanas, residentes del distrito de Junín a 4105 msnm. Se empleó la técnica PCR/RFLP para el análisis del sitio polimórfico Q192R del gen PON1, y se determinaron los valores séricos del perfil lipídico y APO A1, y las actividades paraoxonasa y arilesterasa de la enzima. Resultados: La distribución de los genotipos para PON1192 fue: QQ 13,9%, QR 45,6% y RR 40,5%, y el alelo más frecuente fue 192R 63%. Las actividades paraoxonasa basal y estimulada fueron diferentes según sus genotipos, mientras que la actividad esterasa de la enzima no estuvo influenciada por el polimorfismo. Por otra parte, no se encontró asociación entre el polimorfismo PON1 Q192R y el perfil lipídico y APO A1. Conclusiones: La alta prevalencia del alelo PON1 192R en la población estudiada probablemente indique un papel importante en el desarrollo de enfermedades cardiometabólica

Objective: Paraoxonase 1 (PON1), an esterase associated with high-density lipoproteins (HDL), has several polymorphisms: the PON1 Q192R polymorphism (coding region) is responsible for variations in the paraoxonase activity of the enzyme. The PON1 192R allele is considered a risk factor for developing cardiometabolic disorders in some populations. The aim of the present study is to determine the distribution of the PON1 Q192R polymorphism and its association with the lipid profile and APO A1 in an Andean population. Materials and methods: A descriptive, cross-sectional study involving 79 healthy adults (26 males and 53 females), residents of the district of Junín at 4105 m.a.s.l. The PCR/RFLP technique was used for the analysis of the PON1 Q192R polymorphism. The serum values of the lipid profile and APO A1, and the paraoxonase and arylesterase activities of the enzyme were determined. Results: The distribution of the genotypes for PON1192 was QQ 13.9%, QR 45.6% and RR 40.5%, and the most frequent allele was 192R 63%. The baseline and stimulated paraoxonase activities were different based on their genotypes, while the esterase activity of the enzyme was not influenced by the polymorphism. On the other hand, no association was found between the PON1 Q192R polymorphism and the lipid profile and APO A1. Conclusions: The high prevalence of the PON1 192R allele among the studied population probably indicates an important role in the development of cardiometabolic diseases

Paraoxonase 1 gene polymorphisms and enzyme activities in coronary artery disease and its relationship to serum lipids and glycemia / Polimorfismos en el gen de la paraoxonasa 1 y sus actividades enzimáticas en la enfermedad coronaria. Su relación con el perfil lipídico y la glucemia

Abstract Objectives Oxidative stress and inflammation are important processes in development of atherosclerosis. Paraoxonase 1 (PON1) is a bioscavenger enzyme associated with inflammation and oxidative stress. We evaluate the association of two single nucleotide polymorphisms in PON1 gene, and enzyme activities with lipid profile and glycemia. Methods This case-control study consisted of 126 patients with coronary artery disease (CAD) and 203 healthy controls. PON Q192R and L55M polymorphisms were detected by real-time PCR. Paraoxonase and arylesterase activities were determined spectrophotometrically. Blood glucose, cholesterol, triglycerides, HDL, and LDL were measured. Results PON1 QR192 polymorphism had a major effect on paraoxonase but no effect on arylesterase serum activities. Paraoxonase activity was higher in RR genotype and lowest in QQ genotype. Paraoxonase and arylesterase activities were higher in LL and lower in MM genotypes of PON1 LM55 polymorphism. RQ and LM variants showed intermediate activities between respective homozygous. Elevated concentrations of triglycerides in cases correlate with QQ variant or the presence of M allele. Glucose levels were elevated in cases with QQ variant or with the presence of M allele. Cholesterol and LDL did not show variations in control and cases with any variant of both polymorphisms. HDL is lower in cases with respect to controls independently of genotypes. All differences were significant with p < 0.05. Conclusions Our results confirm the relationship between variations in PON1 activities and lipid metabolism, and showed that genetically programmed low PON1 activities would have certain responsibility in the increase in glycemia and concomitantly the aggravation of atherosclerotic disease.

Resumen Objetivos La enzima paraoxonasa 1 (PON1), está asociada con el estrés oxidativo y la inflamación, procesos importantes en el desarrollo de la aterosclerosis. Evaluamos la asociación de 2 polimorfismos de un solo nucleótido en el gen PON1 y sus actividades enzimáticas con el perfil lipídico y la glucemia. Métodos Estudio caso-control en 126 pacientes con enfermedad coronaria y 203 controles sanos. Los polimorfismos PON Q192R y L55M fueron detectados por PCR en tiempo real y las actividades de paraoxonasa y arilesterasa por espectrofotometría. Se midieron glucemia, colesterol, triglicéridos, HDL y LDL. Resultados El polimorfismo PON1 QR192 afectó la actividad de paraoxonasa pero no la de arilesterasa. La actividad de paraoxonasa fue mayor en el genotipo RR y menor en QQ. Ambas actividades fueron mayores en el genotipo LL y menores en MM del polimorfismo PON1 LM55. Las variantes RQ y LM mostraron actividades intermedias entre los respectivos homocigotos. Concentraciones elevadas de triglicéridos en los casos correlacionaron con la variante QQ o la presencia del alelo M. Los niveles de glucosa fueron elevados en los casos QQ o con la presencia del alelo M. El colesterol y el LDL no variaron ni en los casos ni en los controles con ambos polimorfismos. El HDL fue menor en los casos respecto de los controles, independientemente del genotipo. Conclusiones Los resultados confirman la relación entre las variaciones en las actividades de PON1 y el metabolismo lipídico y mostraron que las bajas actividades de PON1 genéticamente programadas tendrían cierta responsabilidad en el aumento de la glucemia y, concomitantemente, en la agravación de la enfermedad aterosclerótica.

Paraoxonase 1 status in keratoconus: a preliminary study of activity and polymorphism / Estatus de la paraoxonasa 1 en el queratocono: estudio preliminar de actividad y polimorfismo

OBJECTIVE: To determine the activity of paraoxonase 1 (PON1) in keratoconus in a Malaysian population in comparison with non-keratoconic subjects. METHODS: Clinical eye examinations were performed on patients with keratoconus and non-keratoconic subjects after questionnaires were completed. Blood samples were collected and subjected to spectrophotometry analysis of paraoxonase and diazoxonase activities for the determination of the status of PON1 of every individual. RESULTS: Of the 11 keratoconic patients and 55 non-keratoconic control samples collected, eight patients of Indian ethnicity were keratoconic (73%), whereas 33 non-Indians were non-keratoconic (60%; p = 0.047). Paraoxonase activity was lower in Indians compared to the non-Indians ie Malays and Chinese (p = 0.008). Keratoconic subjects had a lower paraoxonase activity compared to non-keratoconics (p = 0.038). CONCLUSIONS: The reduced paraoxonase activity in keratoconic patients suggests that the keratoconic corneas were more susceptible to oxidative stress. Reduced paraoxonase activity and keratoconus status appears to be associated with ethnicity.

OBJETIVO: Determinar la actividad de paraoxonasa 1 (Pon 1) en el queratocono en una población malaya, en comparación con sujetos no queratocónicos. MÉTODOS: Se realizaron exámenes clínicos oculares a pacientes con queratocono y a sujetos no queratocónicos luego que los mismos respondieran a los cuestionarios. Se recogieron muestras de sangre, que fueron entonces sometidas a análisis espectrofotométrico en relación con las actividades de la paraoxonasa y la diazoxonasa para la determinación del estatus de la paraoxonasa 1 de cada individuo. RESULTADOS: De los 11 pacientes queratocónicos y las 55 muestras de control no queratocónicas recogidas, 8 pacientes de etnicidad india fueron queratocónicos (73%), mientras que 33 no indios fueron no queratocónicos (60%; p = 0.047). La actividad de la paraoxonasa fue más baja en los indios en comparación con los no indios, es decir, los malayos y los chinos (p = 0.008). Los sujetos queratocónicos tenían una actividad de la paraoxonasa más baja, comparada con los no queratocónicos (p = 0.038). CONCLUSIONES: La actividad de la paraoxonasa reducida en los pacientes queratocónicos sugiere que las córneas queratocónicas son más susceptibles al estrés oxidativo. La actividad de la paraoxonasa reducida y el estatus del queratocono parecen estar asociados con la etnicidad.

Paraoxonasa: sus múltiples funciones y regulación farmacológica / Paraoxonase: its multiple functions and pharmacological regulation

La homocisteína, aminoácido no-proteico, es un importante factor de riesgo de aterosclerosis y trombosis, afecta la vasodilatación y la función normal del endotelio vascular, es pro-inflamatoria e induce estrés de retículo endoplásmico. Su conformación más reactiva, la homocisteína tiolactona, producto de la acción no específica de la metionil-t RNA sintetasa, se incorpora a proteínas mediante puentes disulfuro (S-homocisteinilación) o uniones amida (N-homocisteinilación) produciendo graves efectos sobre la estructura y función proteica conduciendo a toxicidad celular, respuestas autoinmunes y aterogénesis. La enzima paraoxonasa-1, integrante de la lipoproteína de alta densidad, fue inicialmente considerada por su capacidad de hidrolizar derivados organofosfato, pero luego se le atribuyó un importante papel protector contra la aterosclerosis por prevenir la oxidación de lipoproteínas e hidrolizar homocisteína tiolactona. Existen evidencias acerca del papel de paraoxonasa-1 en la enfermedad vascular. Los factores genéticos (polimorfismos de la paraoxonasa-1), ambientales y el estilo de vida influyen sobre su concentración y actividad biológica, pero distintos fármacos como hipolipemiantes o cardioprotectores y otros, como antibióticos y esteroides, son también importantes moduladores. En la presente revisión se actualiza la más destacada información sobre los estudios clínicos y experimentales que permiten entender el papel que cumple esta enzima en la protección ante el desarrollo de la aterosclerosis.

Homocysteine, a non-protein amino acid, important risk factor for atherosclerosis and thrombosis, causes dysfunction of vascular endothelial cells traduced in inadequate vasodilatation mechanism, is pro-inflammatory and induces endoplasmic reticulum stress. The more reactive conformation is the homocysteine thiolactone (HcyT), product to the nonspecific action of methionyl-tRNA synthetase, which is incorporated into proteins by disulfide bonds (S-homocysteinilation) or amide bonds (N-homocysteinilation) affecting protein structure and function leading to cell toxicity, autoimmune responses and atherogenesis. The enzyme paraoxonase-1 (PON1), part of high density lipoprotein (HDL), had been studied only for its ability to hydrolyze organophosphate derivatives. But, more recently it has been attributed other important role. The enzyme activities are involving in protecting against the development of atherosclerosis, by preventing oxidation of lipoproteins and hydrolyze HcyT. There is growing evidence about the protective role of PON1 in vascular disease. Genetic factors (polymorphisms of the PON1), environmental and lifestyle influence their concentration and biological activity, but drugs used as cardioprotectives and lipid-lowering or others, such as antibiotics and steroids, are also important modulators. This review is an updated of the most prominent information on clinical and experimental studies for understanding the role of the PON-1 in the protection against development of atherosclerosis.

Relación entre paraoxonasa, otros componentes de HDL y estado inflamatorio en hemodiálisis / Relation between paraoxonase activity, other HDL components and inflammatory conditions in hemodialyzed patients

La enfermedad renal crónica (ERC) se asocia estrechamente con un estado pro-inflamatorio, aumento de lipoproteínas ricas en triglicéridos y disminución de HDL. La HDL contiene enzimas antioxidantes asociadas como la paraoxonasa (PON), cuya actividad en ERC se encuentra disminuida. Nuestro objetivo fue evaluar la relación entre la actividad de PON, apoA1, colesterol(col)-HDL y Proteína C reactiva-altamente sensible (PCR-as) como marcador de inflamación en pacientes en hemodiálisis. Se estudiaron n = 42 pacientes; edad, mediana (rango) = 50 (25-67) años; sexo M/F = 22/20; antigüedad de hemodiálisis = 4.4 ± 0.5 años; índice de masa corporal (IMC) = 23 ± 0.5 kg/m². Se obtuvo una muestra de sangre después de 12 h de ayuno y se determinaron los parámetros clásicos del perfil lipídico, se midieron los valores de apoproteínas A1 y B, PON a través de su actividad arilesterasa y PCR-as, la cual permitió dividir a los pacientes con PCR-as ≤ 1 (bajo riesgo, rango: 0.1 a 1.0 mg/l) y > 1 mg/l (moderado y alto riesgo, 1.1 a 10.7 mg/l). Los niveles de triglicéridos, col-LDL y apoB no fueron diferentes entre los grupos. Los pacientes con PCR-as > 1 presentaron menor col-HDL (40 ± 2 mg/dl) y apoA1 (118 ± 4 mg/dl) que los pacientes con PCR-as ≤ 1 (50 ± 4 y 133 ± 5, respectivamente); p < 0.05. La PON fue menor en PCR-as > 1: 90.5 ± 24.0 μmol/ml.min que en PCR-as ≤ 1: 105.2 ± 18.0. Consecuentemente, se obtuvieron correlaciones inversas entre apoA1 y PCR-as, r = -0.381 p = 0.013 y entre PON y PCR-as, r = -0.32, p = 0.042. Además, el aumento de PCR-as correlacionó positivamente con el IMC, r = 0.318, p = 0.042. La disminución de col-HDL, apoA1 y PON en los individuos con mayor estado inflamatorio explicaría, en parte, el aumento de riesgo cardiovascular de estos pacientes, dado los efectos antiinflamatorios de la apoA1 y antioxidantes de la PON.

Advanced Chronic Renal Disease (CKD) is closely associated with a pro-inflammatory condition, with an increase in triglyceride-rich lipoproteins and decrease in HDL level. HDL contains antioxidant enzymes such as paraoxonase (PON), whose activity is diminished in CKD. The aim of our study was to evaluate the relationship between PON activity with HDL cholesterol, apo A1 and hs-CRP levels, which are known to be inflammatory markers in hemodialyzed patients. Forty-two patients were studied; age, median (range) = 50 (25-67) years old, gender M/F = 22/20, duration of hemodialysis = 4.4 ± 0.5 years, BMI: 23 ± 0.5 kg/m². After a 12 h fast, a blood sample was obtained and classic components of lipid profile were determined, as well as apoproteins A1 and B, PON by means of its arylsterase activity and hs-CRP levels. On the basis of the latter, patients were divided into two groups: hs-CRP ≤ 1 (low risk, range: 0.1 to 1.0 mg/l) and >1 mg/l (moderate and high risk, 1.1 to 10.7 mg/l). No difference was found in triglycerides, LDL cholesterol and apo B in the groups. Patients with hs-CRP > 1 showed lower HDL cholesterol (40 ± 2 mg/dl) and apo A1 (118 ± 4 mg/dl) than patients with hs-CRP ≤ 1 (50 ± 4 and 133 ± 5, respectively); p < 0.05. PON was lower in hs-CRP > 1 = 90.5 ± 24.0 μmol/ml.min than in hs-CRP ≤ 1 = 105.2 ± 18.0. Consequently, inverse correlations were obtained between apo A1 and hs-CRP, r = -0.381, p = 0.013 and between PON and hs-CRP, r = -0.32, p = 0.042. Furthermore, increase in hs-CRP correlated positively with BMI r = 0.318, p = 0.042. Since apo A1 has an anti-inflammatory role and PON an antioxidant activity, the decrease in HDL and its components, cholesterol, apo A1 and PON, in subjects with higher chronic inflammatory condition might explain, in part, the increased cardiovascular risk in these patients.

Lipoproteínas de alta densidad (HDL). ¿Un objetivo terapéutico en la prevención de la aterosclerosis? / High densiy lipooproteins (hdl). a therapeutic objective i the atheroscleerosis prevention?

Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) son una familia de partículas que difieren en tamaño, densidad y composición química. La heterogeneidad de las HDL resulta de la velocidad de síntesis y de catabolismo de las partículas, y de la acción de enzimas y proteínas de transporte que las remodelan continuamente. Los bajos niveles de colesterol HDL correlacionan con un riesgo elevado de desarrollar enfermedad aterosclerosa coronaria. La disminución de las HDL afecta el transporte reverso de colesterol, que es la vía metabólica responsable de la remoción del colesterol excedente de la células periféricas y su transporte hacia el hígado para reciclarlo o eliminarlo. Las HDL poseen además propiedades antiinflamatorias, antioxidativas, antiagregatorias, anticoagulantes y profibrinolíticas in vitro . Algunas de estas propiedades potencialmente antiaterosclerosas, también se han puesto de manifiesto in vivo con infusiones de HDL. Estas evidencias, además de la protección que se logra en modelos animales genéticamente modificados, permite plantear a las HDL como un objetivo primario en la prevención de la aterosclerosis coronaria. Algunos estudios epidemiológicos han demostrado una reducción importante en el riesgo cardiovascular asociado a elevaciones del colesterol HDL, principalmente en prevención secundaria. En consecuencia, elevar las concentraciones de las HDL a través de medidas higiénicas como el ejercicio aeróbico, la pérdida de peso y eliminar el tabaquismo, es ampliamente recomendado para reducir el riesgo coronario. Cuando las medidas higiénicas fallan, la intervención farmacológica con niacina o fibratos debe ser considerada en ciertos pacientes con niveles bajos de HDL. Por último, las diferentes subclases de HDL no poseen las mismas propiedades antiaterogénicas, lo que sugiere que las intervenciones tanto higiénicas como farmacológicas se deberán enfocar en el futuro hacia incrementos de la funcionalidad de las HDL, más que a incremento en la concentración del colesterol HDL.

High density lipoproteins (HDL) are a family of heterogeneous particles that vary in size, density and chemical composition, as a result of their synthesis and catabolism rates, and a continuous intravascular remodeling by the action of enzymes and transport proteins. Low plasma levels of HDL correlate with a high risk of atherosclerotic heart disease. Such a diminished concentration of HDL affect reverse cholesterol transport, which is the metabolic pathway responsible for the movement of cholesterol excess from peripheral tissues to the liver for recycling or excretion. In addition, HDL possess anti-inflammatory, anti-oxidative, anti-aggregatory, anti-coagulant, and pro-fibrinolytic properties, as has been demonstrated by in vitro studies. Some of those potentially anti-atherosclerotic in vitro-properties has been corroborated by HDL infusion in vivo. Such evidences and the protection of susceptible animals from atherosclerosis by transgenic manipulation of HDL metabolism, raise the possibility to focus the HDL plasma levels as a main target in coronary hearth disease prevention. Intervention trials have shown an important reduction in coronary events by rising HDL-cholesterol, mainly in the secondary prevention. Increasing HDL plasma levels by hygienic intervention such as aerobic exercise, weight loss and stop smoking is strongly recommended to reduce coronary risk in primary prevention. Pharmacological intervention to rise the HDL plasma levels with niacin or fibrates, should be considered in some patients as an alternative when hygienic intervention fails. Finally, it most be taken into account that the different HDL subclasses does not possess the same anti-atherosclerotic properties, suggesting that hygienic and pharmacological interventions should focus to increase HDL functionality rather than HDL-cholesterol plasma levels. (Arch Cardiol Mex 2004; 74:53-67).