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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIRO DE MEDICINA
SECCION DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
“MODIFICACION EN LA REACTIVIDAD VASCULAR PRODUCIDOS EN UN MODELO DE DIABETES GESTACIONAL”
TESIS
PARA OBTENBER EL GRADO DE:
MAESTRÍA EN CIENCIAS
EN
FARMACOLOGÍA
PRESENTA
M.C. Y P. CECILIA DEL CARMEN TUFIÑO MARTINEZ
DIRECTORA DE TESIS:
DRA. ROSA AMALIA BOBADILLA LUGO
INDICE
I. ANTECEDENTES
1. CAMBIOS CARDIOVACULARES Y METABOLICOS DURANTE EL EMBARAZO…………………1
1.1.1. SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA……………………………………………………..3 1.1.2. SISTEMA ADRENERGICO………………………………………………………………………4 1.1.3. CAMBIOS METABOLICOS…………………………………………………………………….5 1.1.4. RESISTENCIA A LA INSULINA………………………………………………………….…..6
2. DIABETES MELLITUS Y SU REPERCUSIÓN A NIVEL VASCULAR………………………………………8 2.1.1. CLASIFICACION………………………………………………………………………………….10 2.1.2. SRA……………………………………………………………………………………………………11 2.1.3. Reactividad vascular………………………………………………………………………………
3. OBESIDAD Y SU RELACIÓN CON DM……………………………………………………………………………13
3.1.1. RELACION CON LA DM………………………………………………………………………13 3.1.2. RELACION CON DMG………………………………………………………………………..13 3.1.3. RELACION CON REACTIVIDAD VASCULAR…………………………………………14
4. REACTIVIDAD VASCULAR……………………………………………………………………………………………15 4.1.1. ESTRUCTURA VASCULAR……………………………………………………………………15 4.1.2. MEDIADORES VASOACTIVOS…………………………………………………………….16 4.1.3. SRA……………………………………………………………………………………………………18 4.1.4. SISTEMA ADRENERGICO………………………………………………………………………
5. DIABETES GESTACIONAL……………………………………………………………………………………………19
5.1.1. DEFINICION………………………………………………………………………………………19 5.1.2. PREVALENCIA……………………………………………………………………………………19 5.1.3. EPIDEMIOLOGIA………………………………………………………………………………20 5.1.4. FISIOPATOLOGIA………………………………………………………………………………21 5.1.5. REPERCUSIONES A LARGO PLAZO………………………………………………………… 5.1.6. MODELOS EXPERIMENTALES………………………………………………………………… 5.1.7. REACTIVIDAD VASCULAR………………………………………………………………………
II. JUSTIFICACION……………………………………………………………………………………………………………24 III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………………………………………………25 IV. HIPOTESIS……………………………………………………………………………………………………………………26 V. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………………………………………………….26 VI. OBJETIVOS PARTICULARES……………………………………………………………………………….…………26
VII. MATERIAL Y METODOS…………………………………………………………………………………………………27 a. MÉTODO PARA INDUCIR OBESIDAD Y DIABETES GESTACIONAL………………….27 b. MÉTODO PARA INDUCIR EMBARAZO…………………………………………………………..28 c. EVALUACIÓN EN ANIMAL ÍNTEGRO…………..………….…………………………………….28 d. EVALUACIÓN EN ÓRGANO AISLADO (PROTOCOLO EXPERIMENTAL).………..31
VIII. RESULTADOS………………………………………………………………………………………………………………..33 IX. DISCUSIONES……………………………………………………………………………………………………………….46 X. CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………………..59 XI. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………………………………..61
RESUMEN.
El embarazo induce cambios fisiológicos adaptativos que tienen la finalidad de mantener la homeostasis madre-feto. Los cambios cardiovascular asociados con el embarazo destacan la atenuación de la vasoconstricción inducida por agentes vasocontráctiles, como Fenilefrina y Angiotensina II, cabe mencionar que estos cambios se han atribuido en gran parte al incremento en la producción de ON, por otro lado, la relación de los receptores AT1/AT2 se encuentra disminuida. La resistencia a la insulina destaca dentro de los cambios metabólicos presentes en el embarazo.
Por otro lado la obesidad se asocia con múltiples alteraciones, como son la disfunción endotelial, aumento en la actividad tanto del sistema adrenérgico como del sistema renina angiotensina y resistencia a la insulina. Estos factores a su vez contribuyen al desarrollo de diabetes mellitus e hipertensión arterial sistémica. De hecho la obesidad es el principal factor de riesgo que conduce al desarrollo de diabetes mellitus y diabetes mellitus gestacional. Existen reportes de experimentos hechos en ratas con diabetes gestacional inducida por estreptozotocina en los cuales reportan un aumento en la reactividad vascular inducido por angiotensina II y un aumento en la expresión de receptores AT1.
Por lo tanto el objetivo de este trabajo fue determinar si la diabetes mellitus gestacional (DMG) producida por obesidad deteriora el funcionamiento vascular adaptativo del embarazo. Para cumplir este objetivo se conformaron 4 grupos experimentales: control, embarazadas, obesas y diabéticas gestacionales (por obesidad). Se utilizaron ratas Wistar hembras con un peso de 225 ± 25g. La obesidad se logro mediante el mantenimiento por 4 semanas de una dieta hipercalórica, al término de esta semana el peso de estas ratas aumento un 31.25%, cumpliendo así con los criterios de obesidad. La diabetes gestacional se logró con la inducción del embarazo en el grupo de ratas que presentan obesidad, esto se comprobó con la realización de una curva de tolerancia a la glucosa en donde las ratas obesas y embarazadas presentaron una alteración en la prueba de tolerancia a la glucosa, cumpliendo así con los criterios establecidos de DMG.
A los días 20 ±1 de embarazo o su día equivalente en el caso de los otros grupos, se sacrificaron los animales y se les extrajo la aorta torácica, para el registro de la tensión desarrollada en una cámara convencional para órgano aislado de los anillos con endotelio y sin endotelio. Se corrieron curvas concentración respuesta acumulativa a angiotensina II y fenilefrina, en anillos con y sin endotelio, en presencia los antagonistas prazosina y losartán.
Los resultaros mostraron que la obesidad disminuye la respuesta inducida por angiotensina II en anillos sin endotelio y en presencia de prazocina, La DMG modifica la reactividad inducida por angiotensina II en presencia de prazocina y losartán tanto en anillos con y sin endotelio, la modificación fue un aumento en la reactividad, sin embargo en anillos sin endotelio y en presencia de losartán se redujo la respuesta. De manera muy similar se observa que la DMG también modifica la reactividad inducida por fenilefrina en presencia de prazocina y
losartán tanto en anillos con endotelio como sin endotelio, no obstante en anillos sin endotelio y en presencia de prazosina no se observa diferencia.
Estos resultados sugieren que: la obesidad influye en el aumento en la expresión de receptores AT2. La DMG induce un aumento en la participación de receptores AT1 y alfa 1 adrenérgico, además de que facilita la expresión de sustancias vasocontráctiles derivadas del endotelio.
Podemos concluir que la el funcionamiento vascular de la rata con DMG esta alterado, sin embargo estas alteraciones son enmascaradas por la acción del endotelio.
ABSTRAC.
Pregnancy induces adaptive physiological changes that are designed to maintain homeostasis to fetus. Cardiovascular changes associated with pregnancy include the attenuation of the vasoconstriction induced by agents vasocontráctiles as phenylephrine and angiotensin II, it is noteworthy that these changes have been attributed largely to increased NO production, on the other hand, the relationship AT1/AT2 receptor is decreased. Insulin resistance stands out in these metabolic changes in pregnancy.
On the other hand, obesity is associated with multiple alterations, such as endothelial dysfunction, increased activity of both the adrenergic system and the renin-angiotensin system and insulin resistance. These factors in turn contribute to the development of diabetes mellitus and hypertension. In fact, obesity is the main risk factor leading to the development of diabetes mellitus and gestational diabetes mellitus. There are reports of experiments in rats with streptozotocin-induced gestational diabetes in which report an increase in vascular reactivity induced by angiotensin II and an increase in AT1 receptor expression. Therefore the aim of this study was to determine whether gestational diabetes mellitus (GDM) caused by obesity impairs vascular function adaptive pregnancy. To meet this objective into 4 experimental groups: control, pregnancy, obesity and gestational diabetes. Female Wistar rats, weighing 225 ± 25g. Obesity was achieved by maintenance for 4 weeks of a high calorie diet at the end of this week the weight of these rats increased by 31.25%, thus meeting the criteria for obesity. Gestational diabetes was achieved with the induction of pregnancy in rats who have obesity, this was checked with the completion of a curve of glucose tolerance in which obese and pregnant rats showed an impaired tolerance test glucose, thus fulfilling the criteria for GDM.
At days 20 ± 1 days of pregnancy or equivalent for other groups, animals were sacrificed and thoracic aorta were extracted, for the recording of tension developed in a conventional camera body rings isolated from endothelium and without endothelium. Concentrations response curves were run to angiotensin II and phenylephrine in rings with and without endothelium, in the presence of antagonists prazosin and losartan.
The show prove that obesity decreases the response induced by angiotensin II in rings without endothelium and in the presence of prazosin, GDM-induced reactivity changes angiotensin II in the presence of prazosin and losartan both rings with and without endothelium, the amendment was a increased reactivity, however, in rings without endothelium and in the presence of losartan reduced the response. Much like the DMG shows that also modifies the reactivity induced by phenylephrine in the presence of prazosin and losartan both rings with endothelium and without endothelium, however, in rings without endothelium and in the presence of prazosin, there is no difference.
These results suggest that: obesity affects the increase in AT2 receptor expression. The DMG induces an increase in the participation of AT1 receptors and alpha 1 adrenergic as well as facilitating the expression of endothelium-derived substances vasocontráctiles.
We conclude that the vascular function in rats with GDM is altered, but these changes are masked by the action of the endothelium
1. CAMBIOS CARDIOVASCULARES Y METABOLICOS DURANTE EL EMBARAZO
Para asegurar el exitoso propósito del embarazo ocurren innumerables y
progresivas adaptaciones en la fisiologia materna. Entre otras, destacan tanto
los cambios adaptativos cardiovasculares como los metabólicos (Campbell-Brown
and Hytten 1998; De Swiet 1998; Manyonda 1998).
El conocimiento de éstas modificaciones fisiológicas tiene singular importancia,
por un lado porque podrían interpretarse erróneamente como desviaciones
patológicas y por otro, porque contribuye a la comprensión de las patologías
derivadas de la alteración de este proceso adaptativo.
1.1. CAMBIOS CARDIOVACULARES:
La demanda sobre el sistema cardiovascular incrementa el gasto cardiaco
progresivamente durante el embarazo, se inicia desde el primer trimestre, y tiene
su pico máximo a finales del segundo trimestre o principios el tercero, logrando un
aumento máximo del 30-40%. El aumento en el gasto cardiaco se debe a un
aumento del 30% en el volumen sistólico y en menor medida al aumento en la
frecuencia cardiaca de 10-15 latidos por minuto. El aumento en el gasto cardiaco
se asocia con una caída en la resistencia vascular sistémica. Esto se ha atribuido
al efecto de hormonas gestacionales, prostaglandinas circulantes, calor producido
por el feto y la baja resistencia del lecho placentario.
1
El efecto neto resulta en una leve disminución en la presión arterial media, con
una disminución más acentuada en la presión diastólica en el segundo trimestre.
(Miller 2000).
Otro cambio interesante es el aumento del volumen sanguíneo, que consiste en
un aumento de 40 a 70 ml/kg en una gestación simple respecto al volumen
sanguíneo fuera del embarazo. Además, el volumen de los eritrocitos aumenta
aproximadamente 25% produciéndose una poliglobulia fisiológica. El incremento
de la masa eritrocitaria no llega a igualar proporcionalmente el volumen
plasmático, y en consecuencia, se produce una disminución de la concentración
de hemoglobina por unidad de volumen. Este fenómeno es conocido como
“anemia dilucional o anemia fisiológica del embarazo”.
Sin embargo, se considera que la capacidad de trasportar el O2 aumenta debido a
un aumento en la presión parcial de O2, gasto cardiaco, disminución en la
viscosidad y a un desplazamiento a la derecha de la curva de disociación oxy Hb.
Otros cambios significativos incluyen un aumento en la tasa de filtración
glomerular en la fase temprana del embarazo, con un aumento en la depuración
de creatinina. Esto hace que en el embarazo el nitrógeno de la urea sanguínea y
la creatinina disminuyan. (Siu 2001)
2
ADAPTACIONES CARDIOVASCULARES DURANTE EL EMBARAZO
PARAMETROS CAMBIOS PROMEDIO DURANTE EL EMBARAZO
Volumen sanguíneo. 35% Gasto cardiaco. 40 – 43% Volumen sistólico 30% Frecuencia cardiaca 15 – 17% Resistencia vascular sistémica. 15 – 21% Presión arterial media. Sin cambio significativo. Presión sanguínea sistólica. 3 – 5 mmHg. Presión sanguínea diastólica. 5 – 10 mmHg. Presión venosa central. Sin cambio significativo Presión osmótica coloidal sérica. 14% Hemoglobina 2.1 g/dL.
Modificada de Abbas 2005
1.1.1. SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA.
El embarazo es una condición fisiológica caracterizada por un aumento progresivo
de los diferentes componentes del sistema renina angiotensina (SRA). En el
embarazo normal ha determinado una sobreexpresión del SRA aumentando los
niveles tisulares y circulantes de angitensinógeno (Nasjletti and Masson 1972;
Tewkbury 1990) y renina (Chen and Oparil 1992; Rubattu et al 1991; Glorioso et al
1986; Howart et al 1988; Oelkers 1996). El aumento plasmático de
angiotensinógeno se ha atribuido a la estimulación de la síntesis hepática por los
estrógenos. En asociación con el aumento de estrógenos circulantes, la renina y
prorenina también aumentan durante el embarazo (Alhenk-Gelas and Menard
1986).
3
También se ha observado incrementos en las concentraciones de aldosterona
(Jones et al 1959; Kumar et al 1959; Rinsler and Rigby 1957; Sims et al 1964; Tait
and Little 1968; Venning and Dyrenfurth 1956; Wantanabe et al 1963).
Además, se ha encontrado que la actividad de la renina plasmática aumenta
durante las primeras semanas del embarazo y los niveles de Ang II en plasma
aumentan en asociación con el aumento de angiotensinógeno y en la actividad de
renina. (Brown et al 1997; Baker et al 1990).
En contraste, y de forma interesante, que durante el embarazo, las mujeres y otros
mamíferos no responden al efecto presor de Ang II (Baker et al 1992; Chesley et
al 1965) y permanecen normotensas a pesar del doble incremento de Ang II, este
evento se ha asociado con la regulación a la baja de receptores AT1(Baker PN, et
al 1990; Baker PN, et al 1992).
Se ha reportado que los estrógenos en ratas modifican la vía de formación de los
péptidos de angiotensina en una forma específica de tejido, reduciendo la
formación de Ang II y aumentando la producción de angiotensina (Nasjletti and
Masson 1972; Tewkbury 1990; Chen and Oparil 1992; Rubattu et al 1991; Glorioso
et al 1986; Howart et al 1988; Oelkers 1996) (Li et al 1997)
1.1.2 SISTEMA ADRENERGICO.
El embarazo está asociado con alteraciones en la respuesta vascular adrenérgica.
La regulación de los receptores alfa y beta son importantes mecanismos en el
control del flujo sanguíneo uterino y la oxigenación fetal. Estudios previos han
4
demostrado que el embarazo incrementa la contracción de arteriolas uterinas de
rata mediado por RA-alfa1 (Wang et al 2002).
Ramsay y cols encontraron que no hay diferencias en la respuesta presora a la NA
durante la gestación con respecto a mujeres no embarazadas (Ramsay et al
1992). No obstante, otros han encontrado una atenuación en la respuesta presora
producida por infusión de adrenalina en mujeres gestantes (Zuspan et al, 1964) y
a la NA en ratas gestantes (Paller MS, 1984; Molnar MH, 1992). Así mismo,
existen resultados contradictorios, en donde se presenta descenso en la respuesta
presora a la NA pero ascenso en la respuesta a la FE en ratas embarazadas
(McLaughlin et al 1989).
En lo que respecta a la respuesta contráctil a agonistas adrenérgicos, no se
encontraron diferencias en el efecto contráctil inducido por NA en arterias
epiploicas en mujeres gestantes con respecto a mujeres no gestantes (Aalkjaer
CC, et al 1985). Sin embargo la mayoría de los estudios se ha descrito reducción
en la respuesta de los animales gestantes a los agonistas adrenérgicos (Dogterom
JDJ, 1974; Bobadilla L.R. et al, 1998)
1.2. CAMBIOS METABÓLICOS.
Durante el embarazo la madre tiene que aportar nutrientes al feto sin poner en
peligro su propio suministro de nutrientes. Por otra parte ella tiene que establecer
un balance positivo de energía durante el embarazo y prepararse para las
demandas energéticas durante la lactancia (Hytten 1980). La mujer tiene varias
estrategias para mantener el aumento en las demandas energéticas, tal como
5
cambios en el metabolismo materno, reducción en la actividad física y aumento en
la ingesta de alimentos (Dufour and Sauther 2002; Van Raaij et al. 1987).
En la rata una destacada característica durante el embarazo es la hiperfagia,
aunado a los cambios en las señales de saciedad. Es probable que las hormonas
sexuales estén involucradas (Campbell-Brown and Hytten 1998; Cripps and
Williams 1975; Ladyman and Grattan 2004). En efecto las hormonas sexuales que
son importantes para el embarazo (estrógenos y progesterona) son importantes
moduladores del peso corporal e ingesta de comida en las ratas (Asarian and
Geary 2006; Geary and Asarian1999).
1.2.1. RESISTENCIA A LA INSULINA.
Como se mencionó anteriormente el embarazo es un periodo marcado por
profundos cambios en el estatus hormonal y metabólico de las mujeres. La
capacidad para regular el equilibrio de nutrientes durante este periodo es crítico
para la salud de la madre y el feto en crecimiento. La insulina es un reglador clave
del metabolismo, y los cambios significativos en la sensibilidad a la insulina y su
capacidad para controlar la glucosa, grasa y proteínas durante el embarazo han
sido bien documentados (Freinkel et al 1973; Phelps et al 1981; Metzger et al
1980; Ryan et al 1985)
Al iniciar el embarazo aumenta la secreción de insulina, pero la sensibilidad a esta
puede no variar (Catalano et al 1993; Catalano et al 1999), sin embargo a finales
del embarazo la disposición de la glucosa mediada por insulina empeora un 40-
6
60% comparado con el estado pre-grávido (Catalano et al 1999). El musculo
esquelético y el tejido adiposo son los sitios principales de todo el cuerpo para la
disposición de la glucosa mediada por insulina, durante la segunda mitad del
embarazo estos tejidos se vuelven severamente resistentes a la insulina. Se cree
que las hormonas derivadas de la placenta son el principal factor en la
reprogramación de la fisiología materna para lograr un estado de resistencia a la
insulina.
Los mediadores celulares de la resistencia a la insulina al final del embarazo han
sido atribuidos a las alteraciones en el cortisol y hormonas derivadas de la
placenta como el lactógeno placentario humano (HPL), TNFα (Smith et al 1999),
hormona de crecimiento humana placentaria (Lepercq et al 2001) la progesterona,
y el estrógeno.
Esta resistencia a la insulina fisiológica juega un papel importante en la regulación
del metabolismo energético materno, acumulo de grasa y crecimiento fetal
(Catalano et al 1998; Catalano et al 1995) ya que permite el aumento de las
concentraciones de glucosa para la transferencia placentaria al feto en desarrollo,
disminuyendo al mínimo el uso materno de glucosa para necesidades
metabólicas. Con estos cambios se favorece un estado de hipoglucemia
principalmente en ayuno que tiene su pico máximo a las 12 semanas de edad
gestacional, de esta manera la disminución es en promedio de 15 mg/dL, por lo
tanto los valores en ayunas de 70-80 mg/dL son normales en la embarazada hacia
las 10 semanas de gestación. (De Charney A. & Nathan L. 2005).
7
2. DIABETES MELLITUS Y SU REPERCUSIÓN A NIVEL VASCULAR.
La diabetes mellitus se define como un grupo de enfermedades metabólicas
caracterizado por hiperglucemia que resulta de defectos en la secreción de
insulina, en la acción de la insulina o ambos. (American Diabetes Association,
2009).
Un mecanismo fundamental para mantener la homeostasis de la glucosa es la
rápida acción de la insulina para estimular la absorción y el metabolismo de la
glucosa en tejidos periféricos, siendo el principal el musculo esquelético
(DeFronzo 1997). La resistencia a la acción de la insulina en el musculo
esquelético es el principal factor patogénico en la diabetes mellitus tipo 1 o 2 (Yki-
Järvinen et al 1990; Petersen & Shulman 2002). La capacidad de la insulina para
incrementar el transporte de glucosa en el musculo esquelético se suscita por la
traslocación del trasportador de glucosa 4 (GLUT4), el principal transportador de
glucosa regulado por insulina, de las vesículas intracelulares a la membrana
plasmática y túbulos transversales (Kahn 1996). Figura 1.
8
Figura 1. La vía de señalización de la insulina. PTP1B: proteína tirosinfosfatasa 1B; IRS: substrato del receptor de insulina; ROCK: Rho-cinasa; PIP: fosfatidilinositol-fosfato; PTEN: fosfatasa y tensión homologa eliminada sobre el cromosoma 10; dominio PH: dominio homologo pleckstrin; AS160: 160 kDa substrato Akt; PKCl/z: protein cinasa C l y z; Glut 4: transportador de glucosa 4.
Existen varios tipos diferentes de DM debidos a una compleja interacción entre
genética, factores ambientales y elecciones respecto al modo de vida (Tabla 1)
La mayoría de casos de diabetes caen en 2 grandes categorías etiopatogénicas
diabetes mellitus tipo 1 y 2. En cuanto a la diabetes mellitus tipo 1, esta se origina
por una deficiencia absoluta de la secreción de insulina. Mientras que la diabetes
mellitus 2 es mucho más frecuente, esta es causada por una combinación de
resistencia a la acción de la insulina y una inadecuada respuesta compensatoria
de la secreción de insulina. (Kasper et al 2007).
9
2.1.1. CLASIFICACION.
Clasificación etiológica de la diabetes mellitusI. Diabetes de tipo 1 (destrucción de las células beta, que habitualmente provoca déficit absoluto de insulina)
A. Inmunitaria
B. Idiopática II. Diabetes de tipo 2 (varía entre resistencia a la insulina predominante con déficit relativo de insulina y defecto secretor de insulina predominante con resistencia a la insulina) III. Otros tipos específicos de diabetes
A. Defectos genéticos de la función de las células beta caracterizados por mutaciones en: 1. Factor de transcripción nuclear del hepatocito (HNF) 4 (MODY 1) 2. Glucocinasa (MODY 2)
3. HNF‐1 (MODY 3)
4. Factor promotor de insulina (IPF) 1 (MODY 4) 5. HNF‐1 (MODY 5) 6. NeuroD1 (MODY 6) 7. DNA mitocondrial 8. Conversión de proinsulina o insulina
B. Defectos genéticos en la acción de la insulina
1. Resistencia a la insulina de tipo A 2. Leprecaunismo 3. Síndrome de Rabson‐Mendenhall 4. Síndromes de lipodistrofia C. Enfermedades del páncreas exocrino: pancreatitis, pancreatectomía, neoplasia, fibrosis quística, hemocromatosis, pancreatopatía fibrocalculosa D. Endocrinopatías: acromegalia, síndrome de Cushing, glucagonoma, feocromocitoma, hipertiroidismo, somatostatinoma, aldosteronoma E. Inducida por fármacos o agentes químicos: Vacor, pentamidina, ácido nicotínico, glucocorticoides, hormona tiroidea, diazóxido, agonistas adrenérgicos beta, tiazidas, fenitoína, interferón alfa, inhibidores de proteasa, clozapina, antiadrenérgicos beta F. Infecciones: rubeola congénita, citomegalovirus, virus coxsackie G. Formas infrecuentes de diabetes inmunitaria: síndrome del "hombre rígido", anticuerpos contra el receptor de insulina
H. Otros síndromes genéticos que a veces se asocian a diabetes: síndrome de Down, síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner, síndrome de Wolfram, ataxia de Friedreich, corea de Huntington, síndrome de Laurence‐Moon‐Biedl, distrofia miotónica, porfiria, síndrome de Prader‐Willi
IV. Diabetes gravídica (GDM)
10
2.1.2. SRA
El SRA se encuentra estrechamente relacionado con la DM, la frecuente
asociación de DM con hipertensión, retinopatía y enfermedades cardiovasculares
ha implicado al SRA en el inicio y progresión de esos desordenes. Lo anterior se
ha demostrado mediante pruebas clínicas en las cuales los inhibidores del SRA
redujeron significativamente la incidencia de complicaciones vasculares en
pacientes con DM. (HOPE 2000; Brenner et al 2001; Lewis et al 2001). Además,
el SRA se encuentra claramente activado en la DM, con aumentos tisulares de
Ang II (Giacchetti et al 2005) que conduce al desarrollo de nefropatía diabética una
principal causa de enfermedad renal.
Ang II y mineralocorticoides, ejercen un efecto de vasoconstricción sobre los vasos
sanguíneos, además de que aumenta de la expresión de citocinas
proinflamatorias, moléculas de adhesión, crecimiento y vías de inflamación
(Hotamisligil et al 1995; Isenovic et al 2004; Isenovic et al 2004; O’Donnell &
Freeman 2001). En contraste las concentraciones fisiológicas de insulina
incrementan la vasodilatación de los vasos sanguíneos a través de la liberación de
ON y ejercen efectos antioxidantes y antiinflamatorios por medio de la vía
metabólica PI3K/Akt (Sowers & Frolich 2004; Sowers 2004).
Se sabe que la Ang II además de sus efectos vasoconstrictores, atenúa las
acciones metabólicas de la insulina sobre el musculo esquelético y cardiovascular.
(Manrique et al 2005; Sowers & Frolich 2004, Sowers 2004). Los mecanismos
implicados en esos efectos inhibitorios de la Ang II comprenden la generación de
11
ROS y la activación de proteínas de bajo peso molecular tal como Rho A y Rac 1
(Begum et al 2002; Griendling et al 2000, Sowers & Frolich 2004; Sowers 2004)
Figura 2 y 3.
De hecho, cada vez hay más pruebas indicando que la Ang II contribuye a la
resistencia a la insulina y otros componentes del síndrome cardiometabólico como
la hipertensión, dislipidemia, depósito central de grasa, la esteatosis hepática,
enfermedad renal crónica y proteinuria. (Grundy et al 2005; Hayden et al 2007;
Sowers & Frolich 2004; Sowers 2004; Stump et al 2006; Wei et al 2006; Wei et al
2007)
12
3. OBESIDAD Y SU RELACIÓN CON DM 3.1.1. DEFINICION
La obesidad es una enfermedad crónica que concierne alrededor de mil millones
de adultos en todo el mundo. Se estima que el número de personas afectadas por
la enfermedad se duplicará para el año 2030 (Pudel 2005; Reincke 2006; World
Health Organization 2000)
3.1.2. RELACION CON LA DM Y DMG.
La obesidad se ha convertido en un problema de salud pública cada vez más
importante debido a que es el principal factor de riesgo para un número de
enfermedades crónicas incluyendo diabetes, enfermedades cardiovasculares y
cáncer. Todas las formas de obesidad se caracterizan por el aumento de la grasa
corporal. En circunstancias normales, la grasa corporal representa del 15 al 20%
del peso del cuerpo en el hombre, y del 20 al 25% en la mujer. En sujetos obesos
estas cifras están considerablemente aumentadas (Fisiología-Smith).Una medida
en la población de la obesidad es el índice de masa corporal que es la relación del
peso corporal en kg dividido entre la estatura en metros al cuadrado. Así es
posible relacionar el aumento de grasa corporal con el exceso de peso para una
estatura determinada. Una persona con un IMC de 30 o más se considera obesa,
una persona con IMC igual o más de 25 es considerada con sobrepeso. (WHO
2000).
13
3.1.3. RELACION CON REACTIVIDAD VASCULAR.
Se ha descrito que tanto en estudios in-vivo (Frisbee 2006) como en
preparaciones de arteria aislada (Naik et al 2006; Stepp et al 2002; Okon et al
2003; Schreihofer et al 2005), que la obesidad/Sx metabolico se asocian con un
aumento en la reactividad por activación de receptores a-adrenergicos.
Sin embargo, las resistencias periféricas totales han mostrado ser más altas,
similares o más bajas en individuos obesos comparados con sus controles magros
(Hall et al 1993; Licata et al 1991; Schutte et al 2005; Scaglione et al 1995).
Muchos estudios realizados en arterias de resistencia aisladas han demostrado un
aumento en la vasoconstricción mediada por receptores a-adrenergicos en
animales obesos comparados con sus controles magros (Naik et al 2006, Stepp et
al 2002).
Se ha reportado que la obesidad se asocia con un aumento n la actividad nerviosa
simpática (Huggett et al 2004; Álvarez et al 2002; Kuniyoshi et al 2003). Sin
embargo se desconoce si este aumento en el SNA resulta en la contribución del
aumento en el tono vascular basal
Se ha demostrado también que la vasodilatación funcional se encuentra abatida
en animales obesos, comparados con sus controles magros, (Xiang et al 2005;
Xiang et al 2006). Sin embargo es probable que esta disfunción se deba más bien
a disfunción endotelial (Xiang et al 2006).
14
4. REACTIVIDAD VASCULAR. 4.1. ESTRUCTURA VASCULAR.
En todo el aparato circulatorio de la pared vascular posee un revestimiento interno
liso compuesto por una única capa de células endoteliales. Todos los vasos
sanguíneos excepto los capilares poseen una túnica intima interna, una túnica
media intermedia y una túnica adventicia externa.
La túnica íntima posee una única capa de células endoteliales, en ocasiones
rodeada por una capa de tejido conectivo subendotelial; la túnica media se
compone de una disposición concéntrica de tejido conectivo y células musculares
lisas; y la túnica adventicia es un revestimiento externo de tejido conectivo, que se
continúa con el tejido circundante. (Finn Geneser 2000)
15
4.2. ENDOTELIO VASCULAR: MEDIADORES VASOACTIVOS.
El endotelio juega un papel clave en la regulación del sistema cardiovascular a
corto y largo plazo, además es fuente de muchos factores que influyen en el flujo
sanguíneo, coagulación sanguínea así como angiogénesis. (Triggle et al 2001). El
endotelio está formado por una sola capa de células que recubren el interior de la
pared de la vasculatura. El endotelio tiene 2 funciones, una de ellas es que sirve
como barrera semipermeble, la otra es que regula el tono vascular por la liberación
de varias substancias vasoactivas: vasodilatadoras (ON, prostaciclina, factor
hiperpolarizante del endotelio, bradicinina, péptido C natriuretico, adrenomedullin?)
y vasoconstrictoras (endotelina-1, angiotensina II, tromboxano A2,
prostaglandinas, peróxido de hidrógeno y radicales libres.) [Mc Guire et al 2001].
El óxido nítrico: Un factor clave producido por el endotelio es el gas óxido nítrico
(ON). El ON es un importante vasodilatador que también posee actividad anti-
agregante de plaquetas y pro/anti angiogenica (Triggle et al 2001). El ON es una
substancia no-prostanoide difusible, de vida corta, que media la relajación
dependiente de endotelio inducido por acetilcolina originalmente descrito por
Furchgott y Zawadzki en aorta de conejo (Furchgott & Zawadzki 1980).
El óxido nítrico se forma a partir de L-arginina por enzimas que contienen al grupo
hemo, llamadas óxido nítrico sintasa (NOS). La pared vascular contiene al menos
2 tipos de NOS. La constitutiva endotelial NOS que libera continuamente
moderadas cantidades de ON; su actividad depende en gran parte de calcio, de
ESTRÉS y de estimulantes dependientes de recetores (Förstermann et al 1991).
16
(From Vanhoutte PM, Boulanger CM, Vidal M, Mombouli JV. Endothelium-derived mediators and the renin-angiotensin system. In: Robertson JIS, Nicholls MG, editors. The renin –angiotensin system. Gower Medical Publishing; 1993: by permission).
También se ha demostrado que las células endoteliales generan sustancias
vasoconstrictoras como son el ácido araquidonico, los tromboxanos y leucotrienos
(De Mey & Vanhoutte 1981, Katusic & Vanhoutte 1989). Además las células
endoteliales sintetizan endotelina el vasoconstrictor más potente conocido (Hyckey
et al 1985, Yanagisawa et al 1988).
17
4.3. SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA.
El sistema renina angiotensina juega un importante papel en la regulación de la
presión sanguínea y la homeostasis de los fluidos corporales (Peach 1977). Este
sistema incluye el rompimiento del angiotnsinógeno enangiotensina I (Ang I) por la
renina y la generación de angiotensina II (Ang II) el principal efector del sistema,
por la enzima convertidora de angiotensina (ECA). Las acciones de la Ang II son
mediadas principalmente por 2 farmacologica y bioquímicamente distintas clases
de receptores, AT1 y AT2 (De Gasparo et al 1995). Estos receptores pertenecen a
la familia de receptores de siete dominios trasmembranales. La distribución de los
subtipos de receptores ha sido estudiada a fondo, pero la proporción precisa en
los diferentes sitios y el subtipo de receptor predominante pueden variar en
función del tejido, la especie y el estado de desarrollo.
Los receptores AT1 en el humano se expresan en, corazón, riñón, glándulas
adrenales, pulmón y en vasos sanguíneos en particular en las células del musculo
liso vascular (Zhuo et al 1998; Allen et al 2000), particularmente se han
encontrado receptores AT1 así como los subtipos AT1A y AT1B (Pueyo et al 1996)
en células endoteliales de aorta de rata, así como en células del musculo liso
vascular (Iwai et al 1992). Los efectos del receptor AT1 mediados por la
angiotensina II se asocian con crecimiento, inflamación y vasoconstricción.
Los receptores AT2 en el humano se presentan principalmente en tejido fetal,
disminuye después del nacimiento, presentando bajas cantidades en tejidos de
adulto, se ha reportado la presencia de estos receptores en células endoteliales de
aorta de rata (Stoll et al 1995), la activación de estos receptores se ha asociado
18
con eventos que se oponen a las acciones realizadas por el receptor AT1, a la
estimulación de la apoptosis y a la vasodilatación (Gallinat et al., 2000; Siragy,
2000).
4.4. DIABETES GESTACIONAL.
La DMG se define como cualquier forma de diabetes mellitus o intolerancia a la
glucosa reconocida por primera vez durante el embarazo. (Alberti & Zimmet 1998)
Así la DMG es inducida por el embarazo, y generalmente no persiste posterior al
parto. Sin embargo mujeres quienes desarrollan DMG tienen un substancial
aumento de riesgo de incurrir con DMG en un embarazo subsecuente, así como
diabetes mellitus en la adultez.
PREVALENCIA.
La diabetes es la complicación médica más frecuente del embarazo. (Martín et al
2003). La diabetes gestacional y la obesidad pregestacional se asocian con alto
peso al nacer, a su vez ambas patologías son factores de riesgo para obesidad,
DM2, hipertensión y síndrome metabólico. (Velazquez-Monroy et al 2000; Aguilar-
Salinas et al 2001; Posadas-Romero et al 1995). En México 1 de cada 5 recién
nacidos pesan más de 4 kg. (SSA México 2003), esto sugiere que ni la diabetes
gestacional, ni la obesidad pregestacional fueron controladas adecuadamente,
dejando a estos recién nacidos en alto riesgo de convertirse en obesos y de
desarrollar comorbilidades en su adultez. El aumento de la prevalencia de la
19
obesidad en México, donde el 58% de mujeres en edad reproductiva tienen
sobrepeso u obesidad es un motivo de gran preocupación para la salud pública.
(Ribera et al 2001)
FACTORES DE RIESGO:
La predisposición genética, el ambiente en que se rodea, la etnicidad, una historia
familiar de diabetes, el tabaquismo, la obesidad y el sobrepeso confieren
condiciones para desarrollar DMG. (Solomon et al 1997; Ellard et al 2000). Es
importante destacar que los principales factor de riesgo que confiere al menos un
doble riesgo relativo de desarrollar DMG son el sobrepeso (IMC >25 y ≤ 29.9) y la
obesidad (IMC ≥30) en comparación con las personas que son de peso normal, y
con una ganancia de peso ≥10 kg desde los 18 años, comparados con un cambio
de peso <5 Kg. (Solomon et al 1997). En la mayoría de las mujeres, la DMG es
probablemente el resultado de una interacción entre factores genéticos y
ambientales. El sobrepeso y la obesidad se encuentran muy relacionados con un
alto consumo de grasa ya que promueve directamente intolerancia al la glucosa
durante el embarazo (Bo et al 2001).La obesidad se encuentra estrechamente
relacionada con la diabetes (cita) y representan un riesgo para la salud en mujeres
embarazadas y sus hijos debido a que aumentan el riesgo de desarrollar DMG
(Catalano et al 2003).
20
FISIOPATOLOGIA.
Desde el punto de vista de la fisiopatología, la DMG es similar a la DM2. Cerca del
90% de las personas identificadas tienen una deficiencia en los receptores de
insulina (previo al embarazo) o un aumento en grado muy manifiesto en el peso
corporal, situado en la región abdominal. El otro 10 % exhibe producción deficiente
de insulina y con el tiempo desarrollará diabetes dependiente de insulina de
comienzo en la madurez ( De Charney A. & Nathan L. 2005)
La fisiopatología de la DMG implica anormalidades de la sensibilidad de insulina
tisular. Las células beta sensoras de glucosa también están anormales y se
manifiestan como una inadecuada respuesta a un dado grado de glicemia.
Se sabe que la alteración de la vasodilatación dependiente del endotelio es una
consecuencia temprana de hiperglucemia. (Cipolla et al 1996). Estudios de la
función endotelial en mujeres embarazadas han demostrado un daño en la
respuesta endotelial en arterias de mujeres con diabetes 1 preexistente ó DMG
cuando se comparan con mujeres con embarazo normal (Rosengarten et al 2004).
El daño en la función endotelial ha sido demostrada en vasos de conductancia
(Pieper et al., 1997) y en vasos de resistencia (Sartoretto et al., 2005) de animales
diabéticos.
21
Mecanismos para la resistencia a la insulina en el embarazo
El embarazo normal en el humano se caracteriza por una disminución de
aproximadamente el 50% en la utilización de la glucosa mediada por insulina, n
esto aunado a un aumento aproximado del 200-250% en la secreción de la
insulina para mantener la euglicemia en la madre (Catalano et al 1999, Kuhl C
1998).
Se cree que las hormonas derivadas de la placenta son el principal factor en la
reprogramación de la fisiología materna para lograr un estado de resistencia a la
insulina. Sin embargo a excepción de TNFα los demás cambios hormonales en el
embarazo humano no se correlacionan directamente con cambios en la resistencia
a la insulina materna (Kirwan et al 2002). De esta manera, una sinergia con otros
factores relacionados al embarazo como la obesidad pueden ser la clave para
entender como la resistencia a la insulina se desarrolla durante el embarazo.
La Hormona Lactógeno Placentaria (HPL) aumenta 30 veces durante el embarazo
e induce un aumento en la liberación de la insulina en la embarazada (Brelje et al
1993). La Hormona del crecimiento placentaria humana (hPGH) aumenta de 6 a 8
veces durante la gestación, esta hormona es la responsable de la inducción de
una severa resistencia a la insulina. Recientemente se ha demostrado que hPGH
incrementa específicamente la expresión de la subunidad p-85α de
fosfatidilinositol 3-cinasa (IP3-K) en el musculo esquelético. Estudios realizados en
humanos con y sin embarazo indican que el aumento en la subunidad p-85α de
IP3-K actúa como un competidor negativo dominate para formar un heterodímero
22
de PI3-K con la subunidad p110, de esta manera inhibiendo la actividad de PI3-K y
previniendo la cascada de señalización (Barbour et al 2005).
Estudios prospectivos recientes han implicado a la adiponectina de adipocitos y
factores secretados, tal como TNFα, como candidatos en la mediación de la
resistencia a la insulina del embarazo. Estudios realizados en humanos y animales
obesos mostraron una correlación positiva entre los niveles de TNFα, IMC e
hiperinsulinemia (Hotamisligil et al 1996). El TNFα daña la señalización de insulina
por que incrementa la fosforilación de la serina en el substrato del receptor de
insulina (IRS) y disminuye la actividad de la tirosincinasa del receptor de insulina
(Peraldi et al 1998).
La adiponectina es una proteína globular sintetizada y secretada exclusivamente
en adipocitos. En humanos las concentraciones bajas en plasma de adiponectina
se correlacionan con resistencia a la insulina en obesidad, diabetes tipo 2 y DMG
(Weyer et al 2001, Cseh et al 2004). Se ha demostrado también que el RNAm y la
secreción de adiponectina disminuye con el avance de la gestación (Catalano et al
2006)
Cerca del 90% de las personas identificadas tienen una deficiencia en los
receptores de insulina (previo al embarazo) o un aumento en grado muy
manifiesto en el peso corporal, situado en la región abdominal. El otro 10% exhibe
producción deficiente de insulina, y con el tiempo desarrollará diabetes
dependiente de insulina de comienzo en la madurez.
23
JUSTIFICACION.
La Diabetes Mellitus (DM) en población mexicana tiene una prevalencia de 10.7%,
y se esperan aumentos más drásticos en las próximas décadas especialmente de
la diabetes mellitus tipo 2 (2). En México como en el resto del mundo el principal
factor de riesgo para el desarrollo de diabetes mellitus dentro o fuera del
embarazo es la obesidad
Sujetos obesos tienen alto riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares y
problemas metabólicos, tal como dislipidemia y diabetes mellitus 2, lo que conduce
a desordenes cardiovasculares como hipertensión arterial.
Por otro lado la prevalencia cada vez mayor de sobrepeso y obesidad en
personas más jóvenes ha incrementado la aparición de DM, lo que ha conducido a
un número creciente de embarazos con esta complicación.
La DM se asocia también con desordenes cardiovasculares (4) además de
disfunción endotelial (6), lo que puede traducirse finalmente en hipertensión
arterial.
Actualmente se desconoce si la DMG, definida por intolerancia a la glucosa
durante el embarazo favorece el daño de la vasculatura materna. Por lo tanto, el
estudio de los factores involucrados en el daño vascular en esta patología,
aportara información relevante para su eventual prevención y tratamiento.
24
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. La diabetes mellitus repercute directamente en el funcionamiento vascular y
dependiendo de su tipo, duración y gravedad se ha asociado tanto a aumento
como a disminución en la respuesta vasocontractil, así como a un aumento en la
participación del sistema renina angiotensina (7), particularmente en los niveles
tisulares de Ang II (8).
A vez se reportado que la Ang II es capaz de inhibir la acción vasodilatadora de
la insulina así como de favorecer el estado de resistencia a la misma mediante la
inhibición de algunas de las vías de señalización de esta hormona (9). Este efecto
parece contribuir tanto a la deficiente vasorelajación (10) y a la disfunción de las
células endoteliales observada en animales diabéticos (32) como al desarrollo de
resistencia a la insulina observada durante el embarazo.
La obesidad por su parte constituye un factor que incrementa considerablemente
el riesgo de desarrollar diabetes mellitus tipo II.
Así, durante la DMG producida por obesidad, se presentan condiciones que
puede favorecer el daño vascular en este período con probables consecuencias a
largo plazo.
En la actualidad, se desconoce si la DMG, en particular la definida por intolerancia
a la glucosa, altera la respuesta a vasoconstrictores y si en esta alteración influye
el tipo de agonista y se manifiesta principalmente en el musculo liso o en
endotelio.
25
HIPOTESIS La DMG deteriora el funcionamiento vascular particularmente afectando la función
endotelial.
OBJETIVO GENERAL. Evaluar si la DMG deteriora la función vascular de la madre mediante el análisis
del efecto de la angiotensina II en anillos aislados de aorta torácica de rata.
OBJETIVOS PARTICULARES 1. Desarrollar un modelo experimental de DMG basado en obesidad en ratas.
2. Utilizando una preparación convencional de anillos arteriales aislados,
evaluar la respuesta a la angiotensina II en cada uno de los grupos
experimentales: control, obesas, embarazadas y con DMG.
3. Comparar la respuesta a la angiotensina II con la obtenida con fenilefrina en
cada uno de los grupos de estudio.
4. Diferenciar entre el papel del endotelio y el del músculo liso vascular en los
cambios observados en las respuestas vasocontractiles.
5. Evaluar si la DMG deteriora inespecíficamente los vasos sanguíneos
comparando la contracción inducida con KCl en los diferentes grupos en
estudio.
6. Evaluar los niveles séricos de glucosa y relacionarlos con los cambios
observados.
26
MATERIAL Y METODOS
A. Animales Se utilizaron ratas Wistar hembras con peso de 225 ± 25g, las cuales se
mantuvieron en condiciones controladas de luz (ciclo de 12 horas luz/oscuridad),
humedad y temperatura.
Se dividieron aleatoriamente en los siguientes grupos experimentales.
• Grupo control sin embarazo.
• Grupo control con embarazo.
• Grupo obesas sin embarazo.
• Grupo obesas con embarazo (Diabetes mellitus gestacional).
B. Método para inducir obesidad y diabetes gestacional. El grupo de las obesas tuvieron libre acceso a una dieta hipercalórica, reportada y
validada por K. Holemans(2004) que consiste una mezcla de 33% de alimento
comercial (Rat Chow), 33% de leche condensada endulzada alta en grasa
(Nestlé®), 7% glucosa y 27% de agua. Este alimento se proporcionó en 2
presentaciones:
• Alimento semisólido. 33% de alimento comercial (Rat Chow), 33% total de
grasa de leche condensada (Nestlé®), 7% sucrosa.
• Alimento líquido. 33% total de grasa de leche condensada (Nestlé®), 7%
sucrosa y 27% de agua.
• Agua purificada a libre demanda
27
Ambas preparaciones se dieron diariamente, al término de la cuarta semana de
dieta hipercalórica el peso de las ratas aumentó significativamente en un promedio
de 31%, con lo que se considera que se cumplen con los criterios de obesidad.
B. Método para inducir el embarazo.
Al termino de 4 semanas de dieta hipercalórica o control, se procedió a acoplar a
las hembras con machos en una relación de 2 a 1, durante 72h. Se consideró el
día 1 de la gestación a las 48 hrs (margen de error +-24 horas). La gestación se
comprobó con un aumento significativo de peso desde la primer semana
comparadas con las que no se embarazaron. Las ratas se sacrificaron del día 19
al 21 de gestación.
PROTOCOLO EXPERIMENTAL
EN ANIMAL ÍNTEGRO Para los estudios en animal íntegro se registró la medición de la presión arterial, el
peso y glucosa plasmática, la evolución de estos registros se realizaron al iniciar la
dieta, a la cuarta semana de iniciada la dieta y al final del embarazo.
Al término del embarazo se midió la concentración plasmática de insulina y
Angiotensina II, además el peso y tamaño de las crías y las placentas.
28
A. Presión arterial. La medición de la presión arterial se realizo por medio del método pletismográfico,
no invasivo en la rata consciente, utilizando el analizador de presión (MARCA Y
MODELO). Las mediciones se realizaron en todos los grupos experimentales al
iniciar el estudio, a la 4° y 7° semanas. Las ratas se entrenaron previamente
introduciéndolas en cepos 3 veces al día por 20 minutos.
El procedimiento se realizo en
un cuarto libre de ruido,
previamente templado a 35 °C
para que las pulsaciones de la
arteria de la cola fueran
detectables. Después de
obtener 3 mediciones exitosas
consecutivas, la media de los
valores se consideró como la
presión arterial sistólica.
29
B. Peso y Glucosa
Cada animal se peso y al iniciar el experimento, posteriormente se peso cada
semana hasta el momento del sacrificio. La glucosa fue determinada al iniciar el
protocolo, a la 4 semana de iniciada la dieta, y al momento del sacrificio (7°
semana).
C. Curva tolerancia a la glucosa. La curva de tolerancia a la glucosa se determinó en todos los grupos
experimentales (controles, obesas, embarazadas y diabéticas) utilizando una
prueba de tolerancia a la glucosa.
Después de dejar a las ratas en ayuno toda la noche, se determino los niveles de
glucosa sanguínea antes y después de la administración intraperitoneal (IP) de
glucosa (1g/kg) mediante una incisión en de la punta de la cola utilizando un
glucómetro Accu-Chek de Roche. La glucosa plasmática se determinó después de
5, 10, 15, 30, 75, 90 y 120 minutos de la administración IP.
30
EN ÓRGANO AISLADO
A. Estudios de anillos de aorta. Bajo anestesia con éter, los animales fueron sacrificados y la aorta torácica fue
extirpada colocándose en solución de krebs con la siguiente composición (mM):
NaCl 118, KCl 4.8, CaCl2 2.5 MgSO4 1.2, KH2PO4 1.2, NaHCO3 25, glucosa
11.7, EDTA 0.026, la arteria aislada se limpio del tejido circundante y se cortaron 4
anillos de 3 mm de longitud, 2 de estos anillos se dejaron intactos y el endotelio
fue removido de los otros 2 anillos frotando ligeramente la superficie intima con un
dispositivo de metal. Posteriormente estos anillos fueron puestos en cámaras de
tejido con 10 ml de solución krebs de la misma composición. El tejido fue bañado y
mantenido a 37oC, pH= 7.4 y burbujeado a 95% O2 que contiene 5% CO2.
Los anillos aórticos fueron suspendidos entre dos ganchos de nikrom con la
finalidad de fijarlos en el fondo de la cámara, y a un Grass FT03 y a su vez aun
Transductor de fuerza de desplazamiento (Astro-Med, Inc. Wst Warwick, RI, USA),
conectado a un sistema de adquisición de valores PM100 (Bipac system Inc.
Santa barbara, CA, USA) con la finalidad de registrar la tensión isométrica
desarrollada por los anillos aórticos, los efectos se evaluaron utilizando (ACQ®).
A los anillos aórticos se les aplicó una tensión inicial de 3 g. El tejido se lavo
continuamente durante 2 horas para obtener su estabilización, durante esas 2
horas el tejido se estimuló cada 30 minutos con fenilefrina 10-7. Posteriormente
los anillos de contrajeron con fenilefrina 10-7M y se les agrego acetilcolina 10-5
con la finalidad de comprobar la presencia de endotelio.
31
B. Protocolo experimental. 1. Curvas concentración respuesta a fenilefrina (1x10-12 a 1x10-5 M).
a. En anillos con endotelio y sin endotelio.
b. En ausencia y presencia de prazocina.
c. En ausencia y presencia de losartan.
2. Curvas concentración respuesta a él agonista del receptor AT1
angiotensina II (1x10-12 a 1x10-6 M).
a. En anillos con endotelio y sin endotelio.
b. En ausencia y presencia de prazocina.
c. En ausencia y presencia de losartan.
3. Curvas concentración respuesta a acetilcolina (1x10-7 a 1x10-5M).
a. En anillos con endotelio.
ANALISIS ESTADISTICO. En los experimentos con órgano aislado se incluyeron 6 animales en cada grupo
experimental. Los datos fueron expresados como la media ± el error estándar. Se
empleó el análisis estadístico de varianza (ANOVA) de una vía y posteriormente la
prueba de Bonferroni para contraste de medias. Los valores de pD2 o afinidad
aparente y de efecto máximo (Emax) también se determinaron. Para todas las
comparaciones se consideró una diferencia significativa si p<0.05. Se utilizó el
programa de Graph Pad v. 5.0 para esta determinación.
32
8. RESULTADOS
8.1. NIVELES DE GLUCOSA PLASMÁTICA.
Se les realizo la medición de glucosa plasmática a los distintos grupos
experimentales al inicio del protocolo de estudio, así como a la cuarta y séptima
(tercera semana de embarazo) semana de dieta iniciadas las dietas respectivas,
esta medición se realizó con un equipo Accu-Chek de Roche. La tabla 1 muestra
los niveles de glucosa plasmática al término de la cuarta semana, aquí se observa
un aumento significativo en el grupo de las obesas. La tabla 2 muestra las cifras
de glucosa plasmática al término de la séptima semana del grupo control con
embarazo disminuyeron significativamente con respecto al grupo control.
Tabla 1. Valores de glucosa plasmática (mg/dl) a la semana 4.
C ONTROL 80.667 ± 1.44 (n=24)
OBESAS 85.400 ± 1.8 (n=24)*
Tabla 2. Valores de glucosa plasmática (mg/dl) a la semana 7.
CONTROL 81.43 ± 3.01 (n=8)
OBESAS 78.13 ± 4.55 (n=9)
CONTROL CON EMBARAZO 72.13 ± 2.11 (n=16)
OBESAS CON EMBARAZO 77.40 ± 1.82 (n=15)
Los valores son la media ± SEM. Las muestras fueron tomadas d semanas de dieta. El número de muestras a an en el paréntesis.
espués de 7nalizadas se d
*p<0.05 & ratas control.
Los valores son la media ± SEM. Las muestras fueron tomadas después de 4 semanas d úmero de muestras analizadas aréntesis.
e dieta. El nse dan en el p
*p<0.05 & ratas control.
33
8.2. CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA.
Durante la prueba de tolerancia a la glucosa, la figura 1 no se observa cambios en
las ratas obesas, sin embargo en la figura 2 se observa una alteración en la prueba
de tolerancia a glucosa en las ratas obesas y embarazadas, cumpliendo así con los
criterios de diabetes gestacional reportados y validados por Kathleen Holemans
2004.
PRUEBA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA
EMBARAZADASSIN EMBARAZO
0 15 30 45 60 75 90 105 1200
50
100
150
200
250
300CONTROLOBESAS
Tiempo (min)
Glu
cosa
pla
smát
ica
(mg/
mL)
Figura 1. Curva de Tolerancia a La Glucosa Intra‐Peritoneal (CTGIP) en ratas control (triángulos) y ratas obesas (círculos). Concentraciones de glucosa durante una CTGIP de 120 minutos.
0 15 30 45 60 75 90 105 120Tiempo (min)
Figura 2. Curva de Tolerancia a La Glucosa Intra‐Peritoneal (CTGIP) embarazadas (circulos) y ratas diabeticas (cuadros). Concentraciones de glucosa durante una CTGIP de 120 minutos.
0
* *** ***
****
300EMBARAZADASDIABETICAS250
200
150
100
50
34
8.3. CURVA TEMPORAL DE PESO EN LOS DIFERENTES GRUPOS EXPERIMENTALES.
Las ratas de los grupos control y obesas se pesaron desde el inicio del estudio y
se registró la evolución semanal del peso, al término de la cuarta semana de dieta
hipercalórica se observa un aumento significativo en el peso de las ratas obesas,
la cual se refleja con un aumento del 31.25% de peso, cumpliendo así con los
criterios de obesidad.
TABLA 3. DE GANANCIA DE PESO
INICIO 2° SEM 3° SEM 4° SEM
CONTROL (g) 227.5 ± 2.7 229 ± 2.5 239.5 ±3.5 252.4 ± 2.4
OBESAS (g) 226.5 ± 3.1 261.9± 7.2* 268.9 ± 6*** 292.2 ± 5.3***
SEMANASINICIO 2° 3° 4°
PESO
(g)
200
220
240
260
280
300CONTROL OBESAS
Los valores son la media ± SEM. La ganancia de peso corporal se eso corporal de cada semana. calculo como el aumento en el p
*p<0.05 versus ratas control. ***p<001 versus ratas control.
GANANCIA DE PESO
Figura 3. Ganancia de peso en ratas control (círculos abiertos) y ratas obesas (círculos cerrados). ***p<0.001 versus ratas control.
35
La figura 4 muestra un aumento en el peso del grupo de diabetes gestacional
SemanasINICIO 2° 3° 4° 5° 6° 7°
PESO
(g)
200
250
300
350
400 Control embarazadas Control sin embarazo Obesas sin embarazo Obesas con embarazo
CURSO TEMPORAL DE PESO
Figura 4. Ganancia de peso en ratas control (círculos abiertos) y ratas obesas (círculos cerrados).
36
8.4. PRESION ARTERIAL
Control
Obesas
Embaraza
dasDMG
0
50
100
150Presoin arterial en la semana 7
Pres
ión
arte
rial s
istó
lica
(mm
Hg)
Figura 5. Presión arterial sistémica en la 7° semana de gestación o su equivalente de los distintos grupos experimentales.
En la figura 5 se observa una ligera disminución en la presión sistólica en el grupo
de las embarazadas sanas y diabéticas, sin embargo esta disminución no es
significativa.
37
8.5 EVALUACIÓN DEL ESTADO DEL MUSCULO LISO VASCULAR
En la figura 6 se observa que no hay diferencia significativa en la contracción
inducida por 80 mM de KCl, esto suguiere que la maquinaria contráctil de las
aortas no se encuentra afectada por la dieta hipercalórica.
CONTRACCION INDUCIDACON KCl 80 mM.
0
1
2
3
4
5CONTROL ENDCONTROL SIN ENDOBESAS ENDOBESAS SIN ENDEMBARAZADAS ENDEMBARAZADAS SIN ENDDIABETICAS ENDDIABETICAS SIN END
Con
trac
ción
(g)
Figura 6. Contracción inducida por KCl 80mM en los distintos grupos experimentales, en ausencia y presencia de endotelio.
38
8.6. PAPEL DEL ENDOTELIO EN LA CONTRACCIÓN INDUCIDA POR ANG II. EFECTO DE LA OBESIDAD.
ANILLOS CON ENDOTELIO
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5CONTROLOBESAS
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5CONTROLOBESAS
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
Prazocina Losartan
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5CONTROLOBESAS
***
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
ANILLOS SIN ENDOTELIO
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5CONTROLOBESAS
**
***
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
Prazocina
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5 CONTROLOBESAS
******
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
Losartan
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5CONTROLOBESAS
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
Figura 7. Estas gráficas muestran la contracción inducida por angiotensina II en aortas con endotelio y sin endotelio. El eje de las abscisas representa el logaritmo de la concentración molar de angiotensina II, el eje de las ordenadas representa la contracción desarrollada en gramos. Los círculos representan el grupo control, los cuadros representan el grupo de la dieta hipercalórica, cada punto representa la media mas menos el error estándar de por lo menos 6 experimentos.
En la figura 7 se observa que la obesidad no produjo ningún cambio en la respuesta a
angiotensina II en anillos con endotelio aun en presencia de prazocina, sin embargo en
presencia de lozartan la obesidad disminuyo esta respuesta. La obesidad disminuyo la respuesta
en anillos sin endotelio y en presencia de prazocina, pero en presencia de losartan esta
respuesta no cambia.
39
8.7. PAPEL DEL ENDOTELIO EN LA CONTRACCIÓN INDUCIDA POR FENILEFRINA. EFECTO DE LA OBESIDAD.
ANILLOS CON ENDOTELIO
Losartan
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Prazocina
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
ANILLOS SIN ENDOTELIO
Losartan
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Prazocina
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6 -4
0
1
2
3
4
5CONTROLOBESAS
*****
***
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Figura 8. Estas gráficas muestran la contracción inducida por feninefrina en aortas con endotelio y sin endotelio. El eje de las abscisas representa el logaritmo de la concentración molar de angiotensina II, el eje de las ordenadas representa la contracción desarrollada en gramos. Los círculos representan el grupo control, los cuadros representan el grupo de la dieta hipercalórica, cada punto representa la media mas menos el error estándar de por lo menos 6 experimentos.
La figura 8 muestra que la obesidad no alteró la respuesta inducida por fenilefrina en anillos con
endotelio. En anillos sin endotelio la obesidad disminuyo la respuesta, sin embargo en presencia
de losartan o prazocina la respuesta permanece sin cambios.
40
41
8.8. PAPEL DEL ENDOTELIO EN LA CONTRACCIÓN INDUCIDA POR ANG II. EFECTO DE LA DIABETES GESTACIONAL.
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
*****
**
Prazocina
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6 -4-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
**
******
Losartan
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
******
Prazocina
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
-12 -10 -8 -6-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5EMBARAZADASDMG
******
Losartan
Log [M] ANGIOTENSINA II
Con
trac
ción
(g)
La diabetes gestacional incrementa la respuesta inducida por Angiotensina II en anillos con
endotelio tanto en presencia de prazocina como de losartan. La DMG aumenta la respuesta en
anillos sin endotelio y en presencia de losartan la respuesta disminuye.
ANILLOS CON ENDOTELIO
ANILLOS SIN ENDOTELIO
Figura 9. Estas gráficas muestran la contracción inducida por Angiotensina II en aortas con endotelio y sin endotelio. El eje de las abscisas representa el logaritmo de la concentración molar de angiotensina II, el eje de las ordenadas representa la contracción desarrollada en gramos. Los círculos representan el grupo control, los cuadros representan el grupo de la dieta hipercalórica, cada punto representa la media mas menos el error estándar de por lo menos 6 experimentos.
8.9. PAPEL DEL ENDOTELIO EN LA CONTRACCIÓN INDUCIDA POR FENILEFRINA. EFECTO DE LA DIABETES GESTACIONAL.
ANILLOS CON ENDOTELIO
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40.00.51.01.52.02.53.03.54.0
EMBARAZADASDMG
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Losartan
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40.00.51.01.52.02.53.03.54.0 EMBARAZADAS
DMG
** ***
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Prazocina
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40.00.51.01.52.02.53.03.54.0
EMBARAZADASDMG
******
***
***
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
ANILLOS SIN ENDOTELIO
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.0
CONTROLDMG
**
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
cion
(g)
Losartan
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40.00.51.01.52.02.53.03.54.0
***
****** *** *
Log [M] FENILEFRINA
Con
trac
ción
(g)
Prazocina
-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40.00.51.01.52.02.53.03.54.0
Log [M] FENILIFRINA
Con
trac
ción
(g)
Figura 10. Estas gráficas muestran la contracción inducida por Angiotensina II en aortas con endotelio y sin endotelio. El eje de las abscisas representa el logaritmo de la concentración molar de angiotensina II, el eje de las ordenadas representa la contracción desarrollada en gramos. Los círculos representan el grupo control, los cuadros representan el grupo de la dieta hipercalórica, cada punto representa la media mas menos el error estándar de por lo menos 6 experimentos.
En la figura 10 se observa que la DMG no modifica la respuesta inducida por fenilefrina en anillos
con endotelio, sin embrgo en presencia de losartan o prazocina esta respuesta se incrementa.
En anillos sin endotelio la DMG no modifica la respuesta , pero en presencia de losartan la DMG
aumenta la respuesta siendo más evidente a concentraciones bajas de fenilefrina, y en presencia
de prazocina esta respuesta es abatida.
42
8.10. EFECTO RELAJANTE DE ACETILCOLINA.
La figura 11 muestra que la relajación inducida por acetilcolina es significativamente mayor en el
grupo de las embarazadas.
Relajación inducida por ACh 10-5
020
4060
8010
012
0 EMBARAZADASOBESASDIABETICAS
% T
otal
de
cont
racc
ión
con
resp
ecto
al g
rupo
con
trol
******
Figura 11. E la relajación inducida por Acetilcolina en aortas con end
sta gráfica muestraotelio.
***p<0.001 & ratas embarazadas.
43
8.11 PESOS Y TALLA DE LAS CRÍAS, PLACENTAS.
La figura 12 y 13 muestran una tendencia al aumento en el peso y talla de las crías del grupo de
DMG, sin embargo este aumento no es significativo.
PESO DE CAMADAS
EMBDMG
0
1
2
3
4
5
6
PESO
(g)
Figura 12. Esta gráfica muestra la relación entre el peso de las camadas de los grupos de embarazadas y DMG.
TALLA DE CAMADAS
EMBDMG
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5
TALL
A (c
m)
Figura 13. Esta gráfica muestra la relación entre la talla de las camadas de los grupos de embarazadas y DMG.
44
8.12 PESO Y TALLA DE RIÑONES
En la figura 14 no se aprecia ningún cambio significativo en cuanto al peso de las placentas y
riñones de las embarazadas y DMG.
PESO DE PLACENTA Y RIÑONES
EMBDMG
EMBDMG
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
PLACENTA RIÑON
PESO
(g)
45
TALLA DE RIÑONES
EMBDMG
0
1
2
3
4
5
TALL
A (c
m)
Figura 14. Esta gráfica muestra el peso de las placentas y riñones de los grupos de embarazadas y DMG.
De la misma forma se observa la figura
15 en cuanto a la talla de los riñones ya
que no se aprecia ningún cambio
significativo.
Figura 15. Esta gráfica muestra la talla de los riñones de las camadas de los grupos de embarazadas y DMG.
DISCUSIÓN
MODELO EXPERIMENTAL DE DIABETES GESTACIONAL.
En este trabajo, utilizando una dieta hipercalórica durante el embarazo, logramos reunir
las condiciones de un modelo de diabetes gestacional, como el reportado previamente
por Holemans y col. (2004).
En efecto, la World Health Organization define a la Diabetes Mellitus gestacional como
cualquier forma de hiperglicemia ó intolerancia a la glucosa reconocida por primera vez
durante el embarazo (A. B. Gilmartin 2008, WHO 1998). En este trabajo, las ratas obesas
y embarazadas mostraron al final de la gestación una alteración evidente de la prueba de
tolerancia a la glucosa intraperitoneal (PTGIP), modificación que se observó únicamente
en este grupo.
Este resultado es interesante, considerando el que el metabolismo de glucosa y lípidos en
la rata es diferente a la del humano, y difícilmente se logra producir obesidad en
especímenes no alterados genéticamente de esta especie.
Una curva de TG alterada fue observada por Holemans y colaboradores, en un modelo
similar, utilizando la vía intra-venosa para la administración de glucosa, sugiriendo que
para que se observe esta modificación se requiere de la presencia de por lo menos dos
condiciones que alteran el metabolismo: por un lado la obesidad lograda mediante la dieta
hipercalórica y por otro el embarazo.
En efecto, se ha observado que a finales del embarazo la disposición de la glucosa
mediada por insulina empeora un 40-60% comparado con el estado pre-grávido, y el
46
musculo esquelético y el tejido adiposo se vuelven severamente resistentes a la insulina
(Catalano et al 1999). Los mediadores celulares de la resistencia a la insulina al final del
embarazo han sido atribuidos a las alteraciones en el cortisol y hormonas derivadas de la
placenta como el lactógeno placentario humano (HPL), TNFα (Smith et al 1999), hormona
de crecimiento humana placentaria (Lepercq et al 2001) la progesterona, y el estrógeno.
A este efecto de resistencia a la insulina fisiológica durante el embarazo se le ha atribuido
un papel importante en la regulación del metabolismo energético materno, acumulo de
grasa y crecimiento fetal (Catalano et al 1998; Catalano et al 1995)
En efecto, contar con un modelo experimental de esta naturaleza nos abre un campo para
la investigación de esta patología y sus posibles alternativas terapéuticas.
Mediante la dieta hipercalórica durante 4 semanas, se logro un aumento de las cifras de
glicemia mayor que en las ratas control, sin embargo esta diferencia se pierde si la dieta
continua por 3 semanas más (semana 7) independientemente de que las ratas estén
embarazadas o no. Estos resultados sugieren que si la dieta continúa por un periodo más
prolongado, se echan andar mecanismos compensatorios como un aumento en la
producción de insulina, que compensa estas cifras. En la actualidad el tejido adiposo se
considera como un órgano endocrino muy importante cuando el porcentaje de grasa en la
dieta es elevado se produce un desequilibrio entre la ingesta y la oxidación de la grasa
que conduce a un aumento en el tamaño del tejido adiposo hasta que los adipocitos se
vuelven hipertróficos e hiperplásicos. Esto hace que la lipólisis en el tejido adiposo
aumente y se liberen ácidos grasos a la circulación (AGL) (Brake DK et al 2006,
Fernández Q et al 2007). Cuando un sujeto es obeso, el tejido adiposo segrega
cantidades mucho más elevadas de adipoquinas, como son TNF-α, interleucina 6 (IL-6) y
47
resistina, que hacen que dicho tejido se vuelva resistente a la acción de la insulina (Pittas
AG et al 2004).
Por lo tanto, en el paciente obeso primero aparece resistencia a la acción de la insulina en
el tejido adiposo y luego en el resto de tejidos, por lo que se produce un cuadro de
intolerancia a la glucosa. Para intentar normalizar la glucemia, el páncreas segrega más
insulina. Sin embargo en ocasiones no consigue su normalización y sigue habiendo
intolerancia a la glucosa, que puede derivar a largo plazo en diabetes tipo 2 si se produce
disfunción de las células β del páncreas, por su hiperactividad para intentar mantener
normales los niveles de glucosa y por el efecto lipotóxico de los AGL, que conduce a la
acumulación de cadenas largas de acil-CoA en las células beta y a la muerte de las
mismas por apoptosis (Boden G et al 2002, Girard J 2005).
El grupo de de ratas que fueron alimentadas con dieta hipercalórica por 4 semanas
aumentaron de peso significativamente con respecto a los que no la recibieron, es decir,
estos animales aumentaron su peso en un 31.25% con lo cual se cumple con los
criterios de obesidad.
Además, como era de esperarse, también se observó que la dieta hipercalórica
administrada durante el embarazo, mantuvo el peso de este grupo por encima de su
control.
48
La presión arterial no logró modificarse en el grupo sometido a dieta hipercalórica, lo cual
puede atribuirse a que los cambios generados por la administración de esta dieta son
controlados mediante mecanismos compensatorios.
La contracción inducida por KCl no mostro diferencias significativas entre los grupos, esto
sugiere que la dieta hipercalórica no afecto la maquinaria contráctil en ningún grupo
experimental, de modo que cualquier posible cambio en la reactividad vascular no puede
atribuirse a una lesión en musculo liso.
CONTRACCION DEL MUSCULO LISO POR DESPOLARIZACIÓN
Modificado de Rhoades RA, 1997
49
Por otro lado, la respuesta a vasoconstrictores in vitro es un recurso que nos permite
explorar el comportamiento de los vasos sanguíneos sujeto a condiciones controladas y
que nos da información indirecta de lo que sucede en todo el territorio vascular.
RESPUESTA CONTRÁCTIL A LA ANGIOTENSINA II. Y FENILEFRINA
Papel de la obesidad
La obesidad no alteró la respuesta en anillos de aorta con endotelio. En anillos sin
endotelio, la obesidad disminuyó la respuesta a angiotensina II en anillos control,
en presencia prazocina pero no en presencia de losartán.
Esto significa que a pesar del aumento de peso, el endotelio vascular dispara
mecanismos compensatorios que tienen como propósito mantener el equilibrio de
las condiciones fisiológicas en el territorio vascular.
50
Se sabe que el endotelio tiene una importante participación en la regulación a
largo y corto plazo del sistema cardiovascular y que es la fuente principal de
muchos factores que influyen en el flujo sanguíneo, la coagulación, así como
angiogénesis. Un factor clave producido por el endotelio es el gas oxido nítrico
(ON), el cual es un importante vasodilatador (Triggle et al 2003), sin embargo
existen otros factores derivados del endotelio que también participan en la
vasodilatación, como son el factor relajante derivado del endotelio (EDRF)
(Furgchgott and Zawadzki 1980), el factor hiperpolarizante derivado del endotelio
(EDHF) (Feletou et al 2000, Busse et al 2002). Actualmente se sabe que las
células endoteliales pueden ser activadas por medio de estímulos como el estrés
por fricción, la presión y la hipoxia (Lüscher & Vanhoutte, 1990; Bassenge &
Heusch, 1990). En nuestros resultados el endotelio vascular juega un papel
determinante para contrarrestar la contracción inducida por angiotensina II.
Sin embargo, el hecho de que la respuesta disminuya en anillos sin endotelio pone
en evidencia que se han alterado las condiciones del vaso, ya sea en la expresión
de receptores o en la maquinaria de las vías de señalización acopladas a los
mismos. Queda descartado un daño directo a la maquinaria contráctil como se
discutió anteriormente.
Para afirmar si la alteración producida por la obesidad pudiera atribuirse a los
receptores, se corrieron las curvas a fenilefrina en las que observamos que, la
obesidad no logró modificar significativamente la respuesta contráctil, lo que nos
sugiere que las modificaciones producidas por la obesidad no se encuentran en
51
las vías de señalización de los receptores AT1 o alfa uno adrenérgicos ya que
ambos comparten la misma vía para producir contracción en el músculo liso
vascular
Figura XX. Mecanismo de trasducción de señal sugerida que implica al receptor AT1 de Ang II y su influencia en la expresión y función del receptor adrenérgico α1-D.
Modificado de Villalobos-Ibarra 2005
52
Por lo tanto podemos sugerir que el efecto deletéreo de la obesidad se debe
principalmente a una alteración en la expresión de receptores para la angiotensina
II.
Las acciones de la Ang II son mediadas principalmente por 2 farmacologica y
bioquímicamente distintas clases de receptores, AT1 y AT2 (De Gasparo et al 1995).
Estos receptores pertenecen a la familia de receptores de siete dominios
trasmembranales. La distribución de los subtipos de receptores ha sido estudiada a fondo,
pero la proporción precisa en los diferentes sitios y el subtipo de receptor predominante
pueden variar en función del tejido, la especie y el estado de desarrollo. Los efectos del
receptor AT1 mediados por la angiotensina II se asocian con crecimiento, inflamación y
vasoconstricción. Los receptores AT2 en el humano se presentan principalmente en tejido
fetal, disminuye después del nacimiento, presentando bajas cantidades en tejidos de
adulto, se ha reportado la presencia de estos receptores en células endoteliales de aorta
de rata (Stoll et al 1995). Por otro lado también se ha demostrado un aumento en la
expresión de receptores AT2 en ciertas condiciones patológicas tal como daño vascular e
inflamación. (Akishita et al 2000, Carey et al 2000) El receptor AT2 ha sido implicado en la
regulación de la función renal y cardiovascular incluida la vasodilatación y la natriuresis
(Horiuchi et al 1999), además de que media la diferenciación y crecimiento celular,
oponiéndose a las acciones de la estimulación del AT1R (Carey et al 2005; Hannan et al
2003; Horiuchi et al 1999).
Algunos estudios realizados en anillos aórticos de ratas obesas Zucker
demostraron que la respuesta vascular a Ang II se encuentra elevada (Nishimatsu
et al 2005). Así mismo estudios in-vivo han reportado que la infusión de Ang II
53
causa una gran respuesta presora en ratas obesas Zucker comparadas con sus
controles magras (Tallam et al 2001). También se han realizado estudios donde no
se reportan diferencias en la respuesta contráctil de anillos de ratas obesas
comparadas con sus controles (Harker et al 1993). Sin embargo pocos estudios se
centran en la disfunción del músculo liso, en la contracción y relajación y la
contracción mediada independientemente de los efectos de la disfunción
endotelial. De manera interesante Siddiqui y Hussain demostraron una respuesta
anormal inducida por Ang II en aorta denudada de endotelio de ratas obesas
Zucker, ya que la respuesta contráctil inducida por Ang II fue compensada por la
influencia del endotelio (Siddiqui AH, Hussain T 2007). Otros estudios reportan la
presencia de un aumento en la expresión de los receptores AT2 con la
consecuente vasodilatación inducida por este receptor, estos reportes se han
realizado en la membrana basal y el borde en cepillo de ratas obesas Zucker
(Hakam AC et al 2005), así como en arterias mesentéricas y aorta torácica de
ratas espontáneamente hipertensas (Barber MN et al 1999, Li XC, Widdop RE
2004). Por lo tanto de acuerdo a nuestros hallazgos sugieren que la respuesta
deprimida de Ang II en los animales obesos es debida a un aumento en la
expresión de receptores AT2.
El hecho de que la prazocina haya disminuido la respuesta a la angiotensina II
tanto del grupo control como del grupo de obesas, sugiere que existe una
inhibición parcial del efecto contráctil de la angiotensina II cuando se bloquean los
receptores alfa 1 o bien que la angiotensina II, ejerce parte de sus efectos
contráctiles mediante la estimulación –tal vez indirecta- de receptores alfa uno. Es
decir que estos dos sistemas – adrenérgico y de la angiotensin II muy
54
probablemente pueden tener efectos “cruzados” a nivel de las cascadas de
señalización. Hallazgos como estos tienen concordancia con los trabajos
reportados por Villalobos y Godínez en los que demostraron que el captopril
influye sobre la expresión y función de los receptores adrenérgicos a1-D en aorta
de ratas espontáneamente hipertensas (Godines et al 2006).
Así mismo Hoffman y colaboradores demostraron que Ang II induce la expresión
de adrenoreceptores alfa 1, principalmente del subtipo 1-D, en células de musculo
liso aisladas de aorta de rata (Hu ZU et al 1995). Faber y colaboradores también
demostraron que la activación de adrenoreceptores alfa 1-D incrementa la síntesis
de proteínas en musculo liso arterial (Xin X et al 1997). Estos datos sugieren que
la Ang II puede facilitar la hipersensibilidad y la hipertrofia del musculo liso de
aorta a través de la expresión de adrenoreceptores alfa 1-D. También se ha
observado que Ang II estimula la síntesis de DNA de las células del musculo liso
in-vivo, y que este efecto fue marcadamente disminuido por el co-tratamiento con
prazocina (Van Kleef 1992). Por otra parte el bloqueo del sistema renina
angiotensina por medios farmacológicos con inhibidores de la ECA, ó antagonistas
de receptores AT1 en ratas espontáneamente hipertensas pueden atenuar o
prevenir el desarrollo de hipertensión.
Papel del DMG
La DMG, no alteró la respuesta de los anillos con endotelio, sin embargo
incrementó la respuesta en presencia de prazocina y losartán.
55
Esto sugiere, que tanto los receptores alfa uno adrenérgicos como los receptores
AT1 participan en el mantenimiento de un equilibrio dinámico que permite la
homeostasis.
Es muy interesante observar que la respuesta a la angiotensina II se incrementa
en presencia de un antagonista de los receptores AT1 en los anillos del grupo de
DMG. Entre las consideraciones posibles cabe pensar que la DMG provoca un
cambio en la proporción o aun más en el papel que juegan en la contracción
vascular otros receptores para la angiotensina II.
Se ha reportado que durante el embarazo se presenta una resistencia a los
efectos presores de Ang II, este evento ha sido atribuido con una regulación a la
baja del receptor AT1 (Hanssens et al 1991, Brosnihan et al 2004). También se ha
reportado previamente que la relación de los receptores vasculares AT1/AT2 se
encuentra disminuida en humanos y animales con embarazo (Bobdilla et al 2006,
Anguiano L et al 2007, Stenett A et al 2009). Sin embargo algunos estudios
realizados con un modelo de DMG inducida con estreptozotocina reportan que la
contracción inducida por Angiotensina II en arterias de animales con DMG se
incrementa significativamente con respecto a las embarazadas sanas. Tambien se
observó que el grupo de DMG alteró la relación de los receptores AT1/AT2
observada en el embarazo sano dirigiéndolo a un aumento en los receptores AT1
(Bobadilla RA, Velazquez JA 2010).
Otra posibilidad es que la DMG altere los mediadores contráctiles de origen
endotelial y que esta participación de agentes vasoconstrictores se ponga en
evidencia únicamente cuando están bloqueados los receptores alfa uno
adrenérgicos o AT1 y que en condiciones normales, el endotelio en un papel
56
aparentemente inmóvil está realmente mantenimiento el equilibrio entre fuerzas
opuestas.
Con respecto a las respuestas observadas en los anillos sin endotelio en este
grupo, llama la atención que la prazocina logra inhibir casi totalmente la respuesta
a la ang II en los anillos del grupo de embarazadas, lo que sugiere que el efecto
de respuesta “cruzada” entre receptores para la ang II y para la adrenalina se ve
incrementado en el embarazo. Este efecto se ve modificado en las condiciones de
DMG, en las que no se observa la disminución producida por prazocina.
Una vez más con el objeto de observar si los efectos descritos eran atribuibles a
cambios específicos en los receptores a la angiotensina II o las vías de
señalización, se corrieron curvas dosis respuesta a fenilefrina. La DMG, no
modificó la respuesta en condiciones control ni en anillos con endotelio ni en
anillos sin endotelio, pero, al igual que con angiotensina II aumento la respuesta
en anillos con endotelio en presencia de losartán y de prazocina, y de manera
interesante aumentó la respuesta en anillos sin endotelio en presencia de losartán
pero la disminuyó en presencia de prazocina.
Este sugiere que la DMG produce alteraciones en los mediadores endoteliales,
favoreciendo la liberación de los de carácter contráctil, en contraste con lo que se
observa en el embarazo sano en el que predominan los mediadores
vasodilatadores.
No se puede descartar, por los resultados, que la DMG condicione un aumento en
la expresión o en la participación de receptores alfa uno adrenérgicos,
considerando que la prazocina desplaza la curva hacia la derecha del grupo de
DMG sin endotelio.
57
En nuestros resultados se observo el evidente papel del endotelio vascular para
contrarrestar la contracción inducida por angiotensina II.
58
CONCLUSIONES ANGIOTENSINA II
1. El endotelio vascular juega un papel determinante en la regulación de la
contracción inducida por angiotensina II, tanto en el grupo de las obesas
como en el de las diabéticas.
2. Se sugiere que la obesidad influye en el aumento en la expresión de
receptores AT2 en anillos aórticos sin endotelio.
3. Al igual que en las ratas no embarazadas, el endotelio vascular juega un
papel muy importante en reducir la respuesta al angiotensina II.
4. El bloqueo de los receptores alfa uno incrementa la reactividad del grupo de
DMG, lo que puede sugerir:
a. Que en ausencia de receptores alfa uno aumenta la participación de
los receptores AT1.
b. Que en la DMG se altera la relación entre receptores alfa y AT1.
c. El bloqueo de receptores alfa adrenérgicos enmascara el papel del
endotelio.
5. El bloqueo de los receptores At1 también aumenta la respuesta tanto del
grupo de embarazadas como el del grupo DMG.
a. El receptor at2 puede ejercer un efecto contráctil
b. El bloqueo At1 puede facilitar la acción de sustancias
vasoconstrictoras por el endotelio en el grupo de DMG ya que la
respuesta disminuye en anillos sin endotelio.
59
FENILEFRINA
1. La obesidad no modifica significativamente la respuesta de los anillos
vasculares, ni aun con el bloqueo de los receptores At1 ni alfa uno
adrenérgicos
2. La DMG no modificó la respuesta, sin embargo el bloqueo de receptores
AT1 incrementó la sensibilidad a fenilefrina en el grupo DMG con y sin
endotelio lo que sugiere que el bloqueo de receptores AT1 favorezca la
acción de la fenilefrina sobre el receptor alfa uno.
3. La prazocina disminuye la respuesta de la fenilefrina en el grupo de
embarazadas sanas, pero incrementa la respuesta en el grupo de DMG,
únicamente en anillos con endotelio.
4. La prazocina anula el efecto de la DMG en anillos sin endotelio, lo que
sugiere durante la DMG hay un incremento en la participación de
receptores alfa uno adrenérgicos en musculo liso vascular aunado a un
incremento en la participación de un mediador vasoconstrictor de origen
endotelial.
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