Tabla 6-1. Funciones del endotelio.

INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
CAPÍTULO 6. 1ª. Parte
ENDOTELIO. CITOQUINAS. ESTRÉS OXIDATIVO
Endotelio
El endotelio vascular juega un importantísimo rol en la regulación, mantenimiento y control de las
funciones cardiocirculatorias a través de la producción y liberación de múltiples sustancias. Tiene
acción antitrombogénica y su intervención es fundamental en la regulación vasomotora. Las células
Tabla 6-1. Funciones del endotelio.
a) Regulación del tono vascular
Síntesis de compuestos vasoactivos: NO, EDHF, ET-1, PGI2
Presencia de ECA, producción de Ang II
Producción de PN tipo C
b) Función trófica para capas íntima y media; control de inflamación
Producción de colágeno y MMPs, fibronectina, elastina, laminina,
mucopolisacáridos, estimulación de células musculares lisas y
por ellas de factores crecimiento .
endoteliales
(CE)
antiguamente
como
de
fluidos
y
actualmente
como
nutrientes
son
fuente
de
-
reconocidas
productora
de
sustancias de acción autocrina y
paracrina,
participación
d) Función coagulante/anticoagulante:
Síntesis y ligadura de factores hemostáticos: NO, FT, Heparán
sulfato, factor vonWillebrand, trombomodulín, trombina,
proteínas C y S, PAI-1, uPA y tPA; prostaglandinas
“portones
entrada” - habilitadores del paso
Expresión de moléculas de adhesión (VCAM-1, ICA;-1,
selectinas)
c) Función metabólica:
Ligadura de lipoprotein lipasa
consideradas
meros
Expresión de MCP-1 (Monocyte chemotactic Protein-1)
Producción de TNF alfa, IL-1, IL-6 e IL-8
vasculares,
de
trascendente
en
la
vasorregulación, la coagulación
y la fibrinolisis.
Las
CE
liberan
diversas
sustancias, tales como el óxido
nítrico
(NO),
hiperpolarizante
el
derivado
factor
del
endotelio (EDHF), la endotelina1 (ET-1), factores de crecimiento, citoquinas y moléculas de adhesión.
El NO inhibe la adhesión de leucocitos y plaquetas, asi como la agregación plaquetaria y el
crecimiento de células musculares lisas vasculares (CMLV), y también interfiere con la producción de
moléculas de adhesión.
Contribuye grandemente a la estructuración y crecimiento de la placa
ateromatosa. En circunstancias normales es vasodilatador, antiaterogénico.
La disfunción endotelial se asocia con un estado proaterogénico, con inestabilidad de la placa
ateromatosa[1], y trastornos vasomotores.
Las CE regulan las respuestas inmunológicas, controlan la coagulación, modulan el tono vascular,
la angiogénesis y la reparación tisular, y participan en el intercambio entre la sangre y los tejidos[2-4].
En la Tabla 6-1 puede verse un resumen de las funciones del endotelio, y en la Tabla 6-2 los efectos
protectores de aterosclerosis..
El endotelio cubre la superficie interna de toda la vasculatura ocupando un área que mide
alrededor de 1200 m²[4]. El plasmalema luminal de las CE posee un glicocálix cargado negativamente
que tiende a repeler a los neutrófilos y a impedir la adherencia, y que es anti-trombogénico al poseer
92
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
heparina, antitrombina III y trombomodulín. Las CE poseen además numerosos receptores para
distintos componentes vasoactivos, vasodilatadores y vasoconstrictores: acetilcolina, catecolaminas,
histamina, serotonina, bradikinina y nucleótidos de adenosina.
Histológicamente existe heterogeneidad estructural en el endotelio : en algunos lechos vasculares
las CE están apretadamente interconectadas con las adyacentes y están rodeadas por una
membrana basal continua (endotelio continuo); en otra forma de endotelio se presentan aberturas u
orificios (endotelio agujereado), y en otros casos hay orificios, hendiduras y membrana basal
pobremente constituida (endotelio discontinuo). Esto ha llevado a reconocer que hay distintos tipos de
CE, diferentes unos de otros en estructura, y en cierto grado en función[5]. Es asi que el endotelio
puede ser continuo (con y sin orificios) o discontínuo. El continuo sin aberturas se encuentra en
arterias, venas y capilares del cerebro, piel, corazón y pulmón. Endotelio con orificios o agujeros está
presente en zonas caracterizadas por filtración incrementada o con mayor transporte transendotelial,
como por ejemplo capilares de glándulas de secreción interna, mucosa gastrointestinal, plexo
coroideo, glomérulos y algunos túbulos renales. La mayoría de los agujeros tienen diafragmas que los
atraviesan formadas por la glucoproteína PV-1 (proteína integral de membrana asociada a las
caveolas endoteliales y a los orificios, que liga heparina con gran afinidad). En las CE se forman
invaginaciones Además los orificios o
Tabla 6-2. Efectos del endotelio favorables y
protectores de aterosclerosis.[6]
agujeros están tapizados por proteínas
•
Inducción de vasodilatación
(“coated pits”) como la clatrina o la
•
Efectos antiinflamatorios
caveolina. Los orificios tapizados o
•
Efectos antioxidantes
revestidos por clatrina se profundizan
•
Inhibición
leucocitos
adhesión
y
migración
de
formando vesículas. Las invaginaciones
en
zonas
ricas
en
colesterol
y
•
Inhibición de proliferación y migración de
células musculares lisas
esfingolípidos son llamadas caveolas, y
•
Inhibición de
plaquetarias
Esas estructuras son esenciales para el
•
Efectos anticoagulantes
•
Efectos profibrinolíticos
adhesión
y
agregación
en su estructura participa la caveolina.
proceso de endocitosis.
Activación de las CE
La activación de las CE se produce como respuesta a citoquinas: también interviene el NF-kB
(Nuclear Factor kappa B) quien entre otras funciones promueve la expresión de P-selectina
endotelial. Las anfilotoxinas como la C5a también estimulan a las CE.
El NFkB es un factor de transcripción sensible a potencial redox que regula una cantidad de genes inflamatorios, y
su activación genera la aparición de diversos factores, entre ellos las moléculas de adhesión de los leucocitos y
citoquinas. Puede ser activado por radicales libres, MAPK (Mitogen Activated Protein Kinase), productos bacterianos,
radiaciones ultravioletas, lipopolisacárido. La familia NFkB está integrada por distintos miembros: p50, p52, p65
[7]
(RelA), c-Rel y RelB, siendo las formas mas comunes la p50 o p52/RelA hétero-dímero .
El NFkB interviene en respuestas inmunológicas e inflamatorias, y es activado por la señal CD40/CD40L, que
además es potente activadora de las CE y promotora de aterosclerosis. En respuesta las EC adquieren un fenotipo
proinflamatorio y expresan Factor Tisular y moléculas de adhesión para leucocitos. CD40 es miembro de la familia del
TNF-α y está presente en los linfocitos T, plaquetas activadas y CML. El bloqueo de CD40 previene la progresión de la
placa y promueve su estabilidad. El agente protector A20 previene la activación de las CE al bloquear la activación del
NF-kB y también inhibe la cascada de las caspasas (responsables de la apoptosis). Se ha demostrado que A20
bloquea las respuestas inflamatorias, procoagulantes y apoptóticas de las CE, mediadas por CD40/CD40L. Puede tener
[8]
gran importancia en la progresión de las lesiones ateroscleróticas .
El RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor KB ligand) es el ligando del activador del receptor del NFΚB y está
relacionado con el sistema osteoprotegerin. Conforma una red de citoquinas que controla la homeostasis ósea y está
93
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
implicada en la aterosclerosis y síndromes coronarios agudos. Está regulado hacia arriba en las lesiones
[9]
ateroscleróticas proclives a ruptura y contribuye a la transición de placa estable a inestable . Es expresado por las CE
activadas y por la células T almacenadas en la placa. Es miembro de la superfamilia del TNF-α, que cuando se liga a
RANK estimula la liberación de quimioquinas, migración de monocitos/macrófagos matriciales, y actividad de las
métaloproteinasas (MMPs), aumenta la permeabilidad endotelial y la neoangiogénesis y probablemente promueve
calcificación vascular.
Las CE normales en estado de quiescencia mantienen la homeostasis, por ejemplo elaborando
trombomodulín e inhibiendo la formación de Factor Tisular (FT) para evitar la formación inadvertida de
trombo; además inhiben la inflamación al liberar prostaciclina (PGI2) y evitar la adherencia de
leucocitos. Pero cuando las CE son activadas expresan FT y PAI-1(Plasminogen Activator Inhibitor-1)
y moléculas que intervienen en la inflamación como la E-selectina y la interleucina-1 (IL-1)[10,11].
Es fundamental la participación del endotelio en la hemostasis, con mecanismos tales como
vasoconstricción local, adhesión y agregación de plaquetas y desencadenamiento de las reacciones
que llevan a la formación del coágulo
En el individuo sano el efecto predominante de la activación del endotelio es la vasodilatación,
consecuencia de la liberación del EDRF (Endothelial Derived Relaxing Factor, que es óxido nítrico =
NO), de prostaglandina I2 (PGI2 = prostaciclina) y de EDHF (Endothelial Derived Hyperpolarizing
Factor). El endotelio también produce sustancias vasoconstrictoras como la endotelina-1 (ET-1) y la
Angiotensina II (Ang II) tisular . La acetilcolina y la trombina tienen acción vasodilatadora cuando la
integridad del endotelio está preservada, y vasoconstrictora cuando el endotelio ha desaparecido o
está lesionado. Las plaquetas producen tromboxano (TXA2) y serotonina.
El FT es el iniciador primario del proceso de coagulación. Es una glucoproteína que se liga al
Factor VII/Factor VIIa[10], y es expresada en muchas células incluyendo fibroblastos y pericitos de las
paredes de los vasos sanguíneos, asi como en el músculo cardiaco, pero está ausente en las células
de la sangre y en las CE no activadas.
El endotelio vascular normal tiene proteínas fibrinolíticas, anticoagulantes naturales, e inhibidores
plaquetarios que mantienen la superficie antitrombótica. El FT juega un papel central – expresado
localmente en sitios de injuria vascular o de monocitos circulantes – en el fenotipo trombótico, por lo
cual su antagonista el TFPI (Tissue Factor Pathway Inhibitor), ha merecido considerable atención.. El
TFPI se expresa en las CE. La administración de heparina causa movilización hacia la circulación de
TFPI, aumentando la actividad anticoagulante y prolongando la vida de proteasas de serina[12].
Uno de los activadores de la CE es el MAC (Membrane Attack Complex) quien induce rápidos
cambios conformacionales del endotelio que incluyen formación de brechas intercelulares (gaps),
expresión de la molécula de adhesión P-selectina y activación de proteinasas que liberan heparánsulfato. El MAC provoca además regulación hacia arriba de FT, COX-2 (ciclooxigenasa-2) y
quimioquinas (en un período de horas)[11].
En la IC la activación neurohormonal genera vasoconstricción con aumento de la resistencia
periférica. Además, hay atenuación del necesario aumento fisiológico del flujo sanguíneo hacia el
músculo en ejercicio.
Estos efectos no son consecuencia exclusiva del
catecolaminas y/o de la Ang II, sino que también se añade
vasorregulador ubicado en el endotelio
[13-17]
aumento de las
una perturbación del sistema
.
94
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
Moléculas de adhesión
En el endotelio se producen "moléculas de adhesión", que regulan la interacción con los
leucocitos. Por ejemplo la molécula de adhesión P-selectina está presente tanto en plaquetas como
en las CE y las interrelaciona[18] y participa en los fenómenos de adhesión y migración transendotelial.
La P-selectina es producida en los gránulos alfa de las plaquetas y en los cuerpos de Weibel-Palade
de las CE.
Hay 4 clases o tipos de moléculas de adhesión: las selectinas, los ligandos contenedores de hidratos de carbono,
las integrinas y las inmunoglobulinas. La adhesión se hace por la interacción de las integrinas en la superficie de los
leucocitos y las inmunoglobulinas del endotelio, siendo estas últimas la ICAM-1(Intercellular Adhesión Molecule-1) y la
VCAM-1(Vascular Cell Adhesión Molecule-1). Las integrinas son los ligandos de las inmunoglobulinas, siendo las más
importantes de ellas tres β2 y una β1; ésta última es la integrina VLA-4 (Very late antigen-4), también llamada α4β1 o
CD49/CD29. Las otras integrinas son la LFA-1, ó α1β2 ó CD11α/CD18, MAC-1 ó αMβ2 ó CD11β/CD18, y la glucoproteína
[19]
p150,95 (αXβ2) ó CD11c/CD18 .
Las integrinas se encuentran en la superficie de las plaquetas y de las CE, lo que les da una posición favorable para
sus funciones adhesivas necesarias para la hemostasis: desempeñan función de señalamiento, permitiendo la
[19]
recepción de señales intra y extracelulares que se trasmiten hacia adentro o afuera de la célula . Estos receptores
duales están conectados a otras señales entre plaquetas y CE, ayudando a explicar como el anclaje celular mediado
por integrinas puede afectar la organización citoesquelética y la motilidad celular, asi como al crecimiento,
diferenciación y apoptosis de las CE.
[20]
Las selectinas son una familia de glucoproteínas que tienen tres componentes : a) la E-selectina participa en la
angiogénesis; aparece solamente en las CE y es activada por citoquinas proinflamatorias (también se la reconoce
como ELAM-1) b) la L-selectina promueve la recirculación de linfocitos; es expresada en los leucocitos y no requiere
ser activada para promover adhesión celular; y c) y la P-selectina atrae las plaquetas a las áreas de injuria, creando
una especie de nido donde se alojan leucocitos (monocitos), y promueve la remodelación vascular. En animales de
experimentación los anticuerpos contra P-selectina y L-selectina protegen de la injuria por reperfusión, mientras que
la E-selectina no interviene en la reperfusión. La E-selectina y la L-selectina aumentan su expresión después de la
injuria endotelial producida por balón. Un antagonista de las
x
x [21]
selectinas es el oligosacárido sialil Lewis (SLe ) .
En la aterosclerosis uno de los cambios observables en
el endotelio es el aumento de la expresión de los
receptores de adhesión leucocitaria, tales como Pselectina, E-selectina, VCAM-1 e ICAM-1.
El endotelio mantiene una
estrecha relación con las
plaquetas. Cuando el endotelio
es dañado se produce primero
activación y adhesión de las
plaquetas al endotelio, y luego
agregación plaquetaria. Las
plaquetas liberan sustancias
como el ADP, la serotonina y el
tromboxano (TXA2), quienes
ejercen importantes acciones
sobre la vasomotilidad.
La P-selectina se liga a monocitos, neutrófilos, células T y
plaquetas y es mediadora del rodamiento leucocitario; parece ser un
receptor de adhesión clave que media el reclutamiento leucocitario
[21]
hacia las lesiones y promueve aterosclerosis . Es expresada en la
superficie de las CE pocos minutos después de ser éstas activadas.
Su expresión es de vida corta con su pico máximo a los 10 minutos.
Las citoquinas TNF- (Tumor Necrosis Factor alfa) e IL-6
(interleucina-6) proporcionan un aporte adicional de la molécula de
adhesión, dentro de las 2 horas de iniciado el proceso. El ligando de la P-selectina es el PSGL-1 (P-selectin
Glycoprotein Ligand-1), presente en los leucocitos.
La P-selectina interviene mediando la interacción de plaquetas activadas con los polimofonucleares neutrófilos,
[22-26]
. Los estímulos trombogénicos inducen la agregación plaquetaria
monocitos, basófilos, eosinófilos y linfocitos T
por medio de la glucoproteína IIb/IIIa y la expresión de P-selectina en la superficie endotelial en lugares de injuria del
tejido.
Las selectinas actúan como intermediarias en la adhesión al endotelio de los leucocitos y reconocen como
ligandos a los hidratos de carbono presentes en glucoproteínas y glucolípidos. La E-selectina se expresa en las CE
activadas por el TNF-alfa y causa el rodamiento lento de los leucocitos. El rodamiento lento es esencial para una
[27]
eficiente adhesión leucocitaria en respuesta a estímulos quimiotácticos locales .
La concentración plasmática de la forma soluble de
la ICAM-1 se encuentra elevada varios años antes de
la
presentación
aterosclerosis
[28]
de
manifestaciones
clínicas
de
.
Además de la producción de MCP-1 (Monocyte
Chemoattractant Protein-1) por las CE, inducida por
Las plaquetas activadas modulan las
propiedades quimiotácticas (MCP-1) y
adhesivas (ICAM-1) de las CE
mediante un mecanismo dependiente
del NF-kB. La activación del NF-kB
por las plaquetas puede contribuir a
los procesos inflamatorios precoces
en la aterogénesis[24].
fuerzas mecánicas, la producción de ICAM-1 también puede ser modulada por el shear stress (pero
no la de VCAM-1 o de E-selectina). El shear stress (tensión de roce o fricción) induce entonces
95
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
liberación de ICAM-1 por las CE acompañado de aumento de adhesividad de monocitos y migración
transendotelial[26]. El aumento de expresión de ICAM-1 por las CE puede ser un mecanismo
autoprotector que previene la ulterior adhesión leucocitaria. Se ha señalado que la expresión
protooncogénica del gen de c-fos en las CE es mayor en caso de flujo pulsátil.
El shear stress modula la expresión de los genes de ET-1, PDGF (Platelet Derived Growth Factor)
y MCP-1 .
La trombina induce adhesión endotelial de los neutrófilos, expresión de ICAM-1(CD54) y VCAM1(CD106), y de las selectinas P y E, y producción de citoquinas, en las CE de la vena umbilical; esto
se acompaña con incremento de la adhesión de monocitos a las CE[28].
En el estudio WHI (Women’s Health Initiative Observational Study) que comprendió a 93.676
mujeres postmenopáusicas (82.069 o sea el 87,6% no presentó historia previa de diabetes) luego de
un seguimiento de 5,9 años, se encontró que los niveles de las moléculas de adhesión, entre ellas Eselectina, VCAM-1 e ICAM-1 se encontraron al inicio significativamente elevadas en aquellas mujeres
sanas que posteriormente desarrollaron DM clínica[29]. La E-selectina y la ICAM-1 estuvieron
fuertemente relacionadas con riesgo aumentado de diabetes en los distintos grupos étnicos,
independientemente de presencia de obesidad, resistencia a la insulina, e inflamación sistémica. No
se establecieron diferencias acerca del riesgo de diabetes de los con ascenso de los marcadores
biológicos señalados entre los grupos étnicos. También se observó que la disfunción endotelial en la
mujer se asocia fuertemente con la edad y la menopausia. Un elevado nivel de E-selectina puede ser
mejor y más precoz marcador de disfunción endotelial que otras moléculas de adhesión.
Las células endoteliales(CE), la vasomotilidad y la hemostasis
Las CE están expuestas a fuerzas mecánicas[26,27] que van a modular la regulación del tono
vascular y de allí la hemostasis. Cuando se produce denudación endotelial traumática, aparece
inmediatamente adhesión y agregación de las plaquetas que van a recubrir la zona lesionada y luego
a excretar una serie de sustancias, procurando restaurar el equilibrio hemostático y mantener la
regulación vasomotora.
Las CE se relacionan con otras células - como las células musculares lisas vasculares (CMLV),
leucocitos, plaquetas y macrófagos - a través de mediadores vasoactivos que sintetizan o excretan, o
por uniones intercelulares o por moléculas de adhesión, como hemos visto .
La síntesis y liberación de factores derivados del endotelio como la PGI2, el NO, y el factor von
++
Willebrand (FvW) son dependientes del Ca ; o sea que cambios en el intercambio transitorio
(“transient”) de Ca
++
modulan el tono vascular. Las CE, los macrófagos y las células cebadas
sintetizan y liberan NO y es probable que también lo hagan los eritrocitos para modular su propia
fisiología
[30]
. Estas células responden a los estímulos incrementando la cantidad de Ca
++
citosólico,
proveniente de sus almacenes intracelulares o del espacio extracelular, que penetra por canales
apropiados del plasmalema, puestos en actividad por los receptores
[31]
.
Cuando se produce una lesión endotelial, las plaquetas se depositan sobre la misma, intentando
taponarla: primero se adhieren al endotelio y luego se agregan. La adhesión se hace por medio de la
96
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
interacción de la glucoproteína Ib con el FvW (sintetizado por las CE), y es seguida por la liberación
de gránulos por las plaquetas. Las plaquetas contienen tres tipos de gránulos 1) densos, con
sustancias que promueven activación de plaquetas, tales como ADP, ATP y serotonina; 2) gránulos
alfa, con proteínas proadhesivas: FvW, fibrinógeno, fibronectina, vitronectina (ligada al Plasminogen
Activator Inhibitor-1 o PAI-1), trombospondina y también Factor V y P-selectina (GPIIa). Además
contienen PAF (Platelet Activating Factor). Otras distintas sustancias se encuentran en los gránulos
alfa: Platelet Derived Growth Factor (PDGF), que interviene en la proliferación de músculo liso; el
Conective Tissue Activating Peptide (CTAP III), precursor de beta-tromboglobulina; el Transforming
Growth Factor beta (TGF-β), que interviene poderosamente en la proliferación celular (activando o
inhibiendo, según el tejido).; 3) lisosómicos, con glucosidasas y proteasas; 4) multimerina que liga al
Factor V y al Va en plaquetas[32]. Puede desempeñar funciones adhesivas.
El proceso de liberación de gránulos culminará con la formación del coágulo, que se produce por
la conversión del fibrinógeno (Factor I) en fibrina
[32]
. Además de la exocitosis de gránulos por las
plaquetas, estas liberan pasivamente tromboxano (TxA2), poderoso vasoconstrictor originado del
ácido araquidónico. Como el ADP, TxA2 amplifica el estímulo inicial de activación de las plaquetas y
ayudar a reclutar nuevas para aumentar lar agregación. La agregación plaquetaria es estimulada por
ADP, trombina, colágeno, adrenalina, TxA2, serotonina y PAF. Cada una de las plaquetas
estimuladas liga ~40.000 moléculas de fibrinógeno, siendo necesaria la presencia de Ca++. El
receptor del fibrinógeno es la GP IIb/IIIa..
Cuando hay injuria vascular con denudación endotelial, el FT de las células no vasculares contacta
con la sangre, formándose de inmediato un complejo del FT con factor VIIa. Otra forma de
coagulación es dependiente de la P-selectina. No hay contacto de la sangre con FT de células no
vasculares. El FT de la sangre circulante (muy baja concentración) se acumula en el trombo en
desarrollo que contiene plaquetas, FT y fibrina[32].
En forma muy resumida puede decirse que el FT forma un complejo con el factor VIIa (el complejo
VIIa-FT-Ca++ es llamado tenasa extrínseca), quien va a favorecer la formación de factor IXa y Xa (a
partir de factores IX y X, y en presencia de Ca++), iniciándose asi la fase extrínseca de la coagulación.
El factor Xa hidroliza a la protrombina llevándola a alfa-trombina, quien activa al factor V, formándose
factor Va, pero fundamentalmente hidroliza al fibrinógeno, llevándolo a fibrina[32].
Las CE intervienen en el remodelamiento vascular y en la formación de lesiones. Constituyen una
interfase con la sangre y sensan cambios en presión, flujo, señales inflamatorias y niveles de
hormonas circulantes
[33]
. Las CE también responden liberando o activando sustancias que regulan 4
procesos: 1) Crecimiento celular; 2) Apoptosis; 3) Migración celular y 4) Composición de la matriz
extracelular (MeC).
El óxido nítrico (NO)
Furchgott y Zawadzki
demostraron en 1980 que la aceticolina (AC) y agentes muscarínicos
relacionados a ella relajan el tejido vascular previamente contracturado sólo cuando su endotelio está
intacto, atribuyendo este fenómeno a la presencia de un factor humoral producido in situ al que
denominaron EDRF(Endothelial Derived Relaxing Factor). Observaron que su acción era inhibida por
97
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
la Hb (Hb) y por los radicales libres, mientras que se potenciaba con la super-óxido dismutasa
(SOD), que es un barredor (scavenger) del radical libre anión superóxido (O2-). También señalaron
que el EDRF es un potente inhibidor de la adhesividad y agregabilidad plaquetaria, y activador de la
guanilato-ciclasa provocando aumento de GMPc en las células musculares lisas o en las plaquetas,
con inhibición de la contractilidad[14,15]. En 1986 Furchgott y al mismo tiempo Ignarro sugirieron que el
EDRF era NO o algo muy cercanamente relacionado.
A su vez Moncada
[14
logró demostrar que el EDRF es el NO, el que se forma a partir de los
átomos terminales guanido nitrógeno de la l-arginina, estimulado por la bradikinina.
El NO es una citoquina autocrina de acción fugaz , dado que la Hb lo neutraliza en 5-6 segundos.
Interviene como un factor vasodilatador de gran importancia en la regulación del tono vascular
contrarrestando la vasoconstricción vinculada a la mayor entrada de calcio en la célula.Fig.5-1 y 5-2
El mediador responsable de la estimulación del NO es el ADP - derivado de las plaquetas - ,
aunque también contribuye algo la serotonina.
El NO inhibe la adhesión al endotelio de plaquetas , neutrófilos y monocitos; es vasodilatador
poderoso y actúa sinergísticamente con la PGI2 (prostaciclina), y además inhibe el crecimiento de
células musculares lisas vasculares (CMLV).
Cuando se activa la cascada de la coagulación, se produce trombina que forma fibrina a partir del
fibrinógeno. Si el endotelio está intacto la trombina causa vasodilatación, e inhibe las plaquetas a
través de un mecanismo dependiente del endotelio (la trombina estimula la liberación de NO ), o
sea que neutraliza la activación directa de las plaquetas por la trombina, constituyendo una forma de
retroalimentación negativa protectora.
El NO es un gas inorgánico con estructura de radical libre que actúa como mensajero biológico en
soluciones fisiológicas
[34]
. En condiciones líquidas aeróbicas es espontáneamente oxidado a su
producto final (estable e inactivo) nitrito y en menor cuantía a nitrato (la suma de nitrito y dióxido de
nitrógeno NO2 ha sido denominada NOx,, poderoso contaminante ambiental).
El NO reacciona con la Hb para formar nitrato y metaHb y se liga al medio heme de la enzima
guanilatociclasa provocando aumento de la síntesis de GMPc. Estimula además la ciclooxigenasa e
inhibe la ribonucleótido reductasa, el citocromo P450, la oxidasa de NADPH.
Una vez generado el NO activa la guanililciclasa soluble (GCs) para producir GMPc el que a su vez activa las
[35]
kinasas PKGI y PKGII dependientes del GMPc . La GCs es un héterodímero compuesto de dos subunidades a1 y b1.
La hipercolesterolemia induciría sobreexpresión de GCs disfuncional. En las CMLV el aumento de GMPc produce una
++
caída del Ca intracelular con subsiguiente disminución de la contractilidad.
El GMPc es sintetizado por enzimas de la membrana plasmática llamadas guanililciclasas o guanilato ciclasas (GC),
de las cuales se han encontrado desde la A hasta la G (GC-A hasta GC-G). La guanililciclasa soluble es parcialmente
homóloga a esas enzimas, y es el receptor del NO. Las GCs de la membrana tiene una tipología característica que
consiste en un dominio extracelular, una región transmembrana y un dominio intracelular que contiene la región
catalítica en su terminal carboxilo. Estas enzimas funcionarían como receptores para ligandos específicos. Los
activadores de las GC solubles son pequeñas moléculas gaseosas como el NO y el CO, mientras que las GC de
membrana son activadas por péptidos. La primera de las GC que fue aislada presenta receptores para la familia de los
[36]
PNs: GC-A para el ANP y el BNP y GC-B para el CNP .
La reducción de un electrón del NO genera al nitroxilo (HNO), elemento que mejora la relajación y
contracción in vivo de corazones normales y en insuficiencia. El mecanismo de estas acciones
consiste en una interacción directa del HNO con la SERCA2a y el receptor ryanodínico, provocando
mayor captación de Ca++ y liberación del contenido en el Retículo Sarcoplásmico. Se abre entonces la
posibilidad del uso del HNO en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca[37].
98
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
El aumento de la actividad de la NOs puede incrementar el daño inducido por el estrés oxidativo..
La vida media del NO es determinada fundamentalmente por su reacción con la oxiHb y con el
anión superóxido..
.
Sintasas del öxido nítrico (NOs). Tetrahidrobiopterín (BH4)
El NO se sintetiza a partir de la L-arginina en presencia de oxígeno y de NADPH, intermediando
una familia de enzimas denominadas NO sintasas (NOs) . La reacción comprende la transferencia
de electrones desde NADPH (nicotinamida adenina
dinucleótido fosfato reducida), a través de las flavinas
FAD y FMN, desde el dominio de reductasa terminalcarboxi, al heme en el dominio oxigenasa terminal amino
de la NOs, donde el sustrato L-arginina es oxidado a Lcitrulina y NO[38,39].
La NOs funciona como un dímero con los
Hay tres isoformas de las sintasas,
quienes muestran como principal
componente al citocromo P-450, el cual
contiene un grupo prostético heme que
cataliza la activación reductiva del
oxígeno molecular requerible para la
oxidación de la L-arginina, y flavinas
estrechamente adheridas que
trasportan los electrones derivados del
NADPH al heme.
dominios mencionados, y entre ambos se encuentra el dominio del calmodulín, quien juega un
papel de suma importancia en la estructura y función de la enzima. Para la dimerización es
esencial el grupo heme.
Es además fundamental la presencia de tetrahidrobiopterín (BH4) como cofactor[39-42].
El BH4 es una potente molécula reductora susceptible a oxidación durante el estrés oxidativo.
Cuando los niveles de BH4 son insuficientes se forma anión superóxido en vez de NO al activarse la
eNOs, contribuyendo a la disfunción endotelial: esto ocurre en la HTA, en la diabetes y la
aterosclerosis[43,44]. El aumento de estrés oxidativo o la disminución de la expresión de GTP
ciclohidrolasa (enzima que interviene en la formación de BH4) provocan la disminución de BH4. La
insuficiencia de BH4 también puede deberse a producción de anión superóxido a partir de la NADPH
oxidasa activada por la ET-1, con la consiguiente disfunción endotelial.
En la IC la sintasa endotelial del
NO (eNOs) puede actuar como una
fuente
productora
de
anión
superóxido, cuando está desacoplada
del
(BH4)
cofactor
[45]
tetrahidrobiopterín
. Esto se ha demostrado en la
aterosclerosis, la hipercolesterolemia,
la diabetes, la hipertensión arterial y
en los fumadores.
La biosíntesis de NO se lleva a cabo por
una oxidación en dos pasos de la L-arginina
a
la
L-citrulina,
con
concomitante
Figura 6-1. Formación del Óxido Nítrico (NO), en la figura ON
producción de NO: primero hay una
G
hidroxidación de L-arginina, formándose N -hidroxi-L-arginina, y en segundo lugar oxidación de esta última, tomando
[39,40]
. Pero la NOs también puede producir, en determinadas
un electrón de la NADPH, para formar L-citrulina y NO
condiciones, anión superóxido.
[41]
Las NOs estarían parcialmente ancladas en las caveolas , que son invaginaciones de la membrana plasmática que
intervienen en la ligadura y organización de un conjunto de moléculas de señalamiento. Aparte de las sintasas de NO
se encuentran receptores de ET-1 y de bradiquinina, factores de crecimiento como el EGF (Epidermal Growth Factor) y
99
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
el PDGF (Platelet Derived Growth Factor), MAPK (Mitogen Activated Protein Kinases), PKC, Proteínas G, etc. Las
[46]
caveolas producen caveolín-1, inhibidor de la síntesis de NO, inhibición que es revertida por el calmodulín .
La eNOs se localiza en las caveolas. La caveolina-1 se liga a la calmodulina para inhibir la actividad de la eNOs;
++
cuando el Ca se liga a la calmodulina desplaza a la caveolina-1, activando de esa forma a la eNOs y generando
producción de NO. Están presentes cofactores como la NADPH y el tetrahidrobiopterín, La síntesis de eNOs es
inhibida por la ADMA y por agentes farmacológicos (L-NMMA y L-NAME). También es inhibidor el isoprenoide
[47]
geranilgeranil pirofosfato .
La transformación enzimática que lleva a la producción de NO es inhibida por la L-NMMA (Nitro-mono-metil[39]
arginina), L-NAME (nitro-arginina-metil-éster) y L-NA (nitro-L-arginina) .
Hay tres isoformas de las sintasas, quienes muestran como principal componente al citocromo P-450, que contiene
un grupo prostético heme que cataliza la activación reductiva del oxígeno molecular requerible para la oxidación de la
L-arginina, y flavinas estrechamente adheridas que trasportan los electrones derivados del NADPH al heme. Cuando
no hay coincidencia o acoplamiento entre reducción de oxígeno y reducción de L-arginina, se genera anión
[40,41,48,49]
. Las isoformas de NOs requieren la presencia de los
superóxido y subsecuentemente peróxido de hidrógeno
[48]
cofactores protoporfirina IX (heme), mononucleótido de flavina (FMN) y BH4 . La activación de la NOs en ausencia o
escasez del BH4 resulta en falta de acople.
La NOs contiene un dominio reductasa y otro oxidasa y tiene 3 isoformas ubicadas en dos clases:
a) la constitutiva con dos isoformas, la constitutiva endotelial (eNOs o Tipo III), y la constitutiva
neuronal (nNOs o Tipo I) y b ) la isoforma inducible (iNOs o tipo II).
De las isoformas de NOs la primera purificada y clonada fue la neuronal; luego la del endotelio y
finalmente la de los macrófagos o inducible.
Las sintasas constitutivas son dependientes del
complejo calcio-calmodulín, mientras que la iNOs se encuentra en los macrófagos; es inducida por
++
citoquinas o endotoxina bacteriana, es independiente del Ca , y produce grandes cantidades de NO
por períodos prolongados. La iNOs no es un constituyente normal de la célula sana y se expresa
como respuesta a señales de inflamación.
Las tres isoformas están presentes en el corazón[50]: La nNOs en el tejido de conducción y en
neuronas intracardíacas; la iNOs en prácticamente todas las células del corazón, asociada a la
expresión de citoquinas proinflamatorias, y la eNOs en el endotelio coronario, en el endocardio, en los
miocitos y en el tejido de conducción[37,40].
Según Heymes y y col.[50] en pacientes con miocardiopatía dilatada la expresión de los genes de la
eNOs y de la iNOs en el VI se relaciona con el grado de IC.
La hipoxia, los estrógenos y el ejercicio alteran su expresión. La sintasa es activada a pleno por el
aumento de Ca++ citoplásmico, sea por entrada del ión desde el exterior o desde almacenes
intracelulares. Las hormonas como la N-A y la vasopresina, los autacoides como la bradiquinina y la
histamina, y los mediadores derivados de las plaquetas como la serotonina y el ATP pueden activarla.
También es activada por fuerzas mecánicas como el estiramiento y el shear stress. La eNOs es la
responsable del control del consumo de O2.
La tirosino-kinasa PYK2 desempeña un papel fundamental en la activación de la eNOs. PYK2 y
eNOs son activados por estrés mecánico y estrés isquémico y estimulados por factores de
crecimiento, y el primero vehiculiza las vías de señalamiento calcio y Akt, ambas las cuales activan la
eNOs, sugiriendo que una droga que active la PYK2 podría ser una forma de mantener la
homeostasis cardiovascular en varias condiciones de estrés[51]. PYK2 también interviene en el
señalamiento mediado por Ang II para la inducción de aterosclerosis, incluyendo vasoconstricción,
inflamación vascular, y proliferación de CLMV, indicando que cumple una doble función vascular.
[52]
La biodisponibilidad del NO endotelial está regulada por tres mecanismos
: 1) regulación hacia arriba de la
eNOs; 2) activación de la eNOs; y 3) aumento de mecanismos antioxidativos con disminución de radicales libres. El
ejercicio aumenta la expresión y puesta en marcha de la actividad enzimática de la eNOs por medio de la
fosforilación dependiente de Akt. La fosforilación del aminoácido Ser1177 presente en la eNOs por la serina/treonina
kinasa Akt (Proteín-Kinasa B) es crítica para la activación de la sintasa según distintos estudios. La estimulación de
100
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
Akt inducida por shear stress, es responsable de la activación prolongada dependiente del Ca
++
agregándose a la estimulación de eNOs en el corto plazo mediada por Ca .
++
de la eNOs, que actúa
Linz y col.[53] han observado que la inhibición de la ECA estimula la síntesis de NO pero también
la expresión de la eNOs.
La iNOs prácticamente no existe en condiciones fisiológicas, pero puede ser inducida por
mediadores inflamatorios y presentarse en distintas células como las CE, miocitos y macrófagos,
formando NO, el cual en exceso puede producir efectos perjudiciales. En la aterosclerosis la
presencia de iNOs en los macrófagos y CML de las placas podría indicar un efecto perjudicial del
NO[41,49].
La expresión de la iNOs se ha documentado en todas las células nucleadas en el sistema
cardiovascular[54], incluyendo en la mayoría de las células endoteliales y endocárdicas, CML y
cardiomiocitos, asi como en células inflamatorias del subendotelio, tales como leucocitos, fibroblastos
y células cebadas. La expresión de la iNOs es regulada transcripcionalmente por citoquinas (TNF, IL1, IL-2, IFN) o por estimulación por lipopolisacárido (LPS). El TGF-
disminuye la expresión de la
iNOs al disminuir la estabilidad del mRNA (mensajero del ácido ribonucleico).
La iNOs expresada en miocitos aislados puede regular la respuesta a la estimulación beta durante
el estado de sepsis, pero cuando los neutrófilos se ponen en proximidad de los miocitos, usan a la
iNOs para producir daño celular. En la sepsis los miocitos, neutrófilos y macrófagos, son fuentes
proveedoras de iNOs[55].
ACTUALIZACIÓN 2009
La adrenomedulina induce producción de NO en las CE por medio de un aumento de los
niveles intracelulares de Ca2+, activando así a la NOs. El NO participa en la injuria pulmonar
aguda inducida por endotoxina, al reducir la actividad de los canales de Na+ del epitelio
alveolar apical y la bomba epitelial Na+-K+. El Na+ por ósmosis genera pasaje de fluido hacia el
alvéolo por canales acuaporina alveolares y caminos paracelulares. Eisenhut M. A role for
adrenomedullin in the pathogenesis of alveolar edema. Crit Care 2006;10:418
La iNOs es mediadora principalísima en el desarrollo de disfunción ventricular por miocardiopatía
secundaria tóxica producida por antraciclinas (doxorrubicina)[56]. Las alteraciones tóxicas incluyen:
generación de ROS, generación de RNS (Reactive Nitrogen Species), inhibición de genes de músculo
cardiaco, sobrecarga de Ca++, trastornos del señalamiento. La toxicidad cardiaca por doxorrubicina
resulta en apoptosis celular.
La presencia de la sintasa endotelial de NO (eNOs) es fundamental para el desarrollo de efectos
protectores del preacondicionamiento tardío
proceso
[57]
por isquemia previa, al actuar como disparador del
.
La eNOs es expresada por la mayoría de las células del sistema cardiovascular incluyendo miocitos
y plaquetas[38,39,58-63]. Numerosas células del organismo como los hepatocitos, neuronas, neutrófilos,
CE, CMLV, miocitos cardíacos y macrófagos - presentes en condiciones inflamatorias - son lugares
de expresión de las NOs. La transcripción de la iNOs por citoquinas se incrementa por Ang II y por
fenilefrina, asi como por agentes que incrementen el AMPc, siendo inhibida por la dexametasona y el
TGF-β.
La vía L-arginina-NO es un mecanismo transductor ampliamente diseminado en el organismo
presente en el endotelio vascular, macrófagos, neutrófilos, cerebro, suprarrenales, nervios no-
101
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
adrenérgicos no-colinérgicos, y células de Kupffer.
En esos lugares el NO estimula la
guanilatociclasa soluble. Además ejerce acción citotóxica sobre células fagocíticas, probablemente
como resultado de una interacción con metales de transición existentes en enzimas.
Evidencias actuales indican que la arginasa es un mediador crucial de la disfunción endotelial en
distintos procesos patológicos[64]. Hay asociación entre la actividad de la arginasa y el desarrollo de
déficit funcional endotelial y de hipertensión arterial. Un inhibidor de la arginasa es la S-(2-boronoetil)L-cisteina (BEC), y el tratamiento de vasos con el mismo aumenta las respuestas arteriolares al flujo y
a la acetilcolina en ratas Dahl sensibles al sodio.
La eNOs y la nNos se expresan en los miocitos cardiacos, pero en distintos compartimentos
celulares: la eNOs en las caveolas del sarcolema, y la nNOs en el retículo sarcoplásmico[65]. El NO
derivado de la nNOs acelera la relajación ventricular, mediando un mecanismo independiente del
GMPc/Proteinkinasa G. El proceso implicaría una reducción de la actividad de la proteín-fosfatasa. El
NO derivado de la nNOs actúa como un especial factor relajante del miocardio en condiciones
fisiológicas, por medio de regulación de fosfatasas.
Acciones del NO
El NO regula el consumo miocárdico de oxígeno, efecto que se pierde en la IC. En ese caso hay
un aumento del consumo de oxígeno a cualquier nivel de trabajo.
Actúa como integrante de un sistema de señalamiento y como antioxidante.
Cuando por determinadas circunstancias se forman cantidades importantes de NO, el medio se modifica
apareciendo anión superóxido quien promueve la formación de especies nitrogenadas como el trióxido de dinitrógeno
y el peroxinitrito (OONO ): éste último es un potente oxidante que participa en la oxidación de grupos sulfhidrilos, de
[63,66]
. El peroxinitrito
lípidos y la nitración de residuos de tirosina, y en altas concentraciones es sumamente tóxico
altera la contractilidad en corazón aislado y se ha observado que cuando se lo añade al cultivo de células
miocárdicas de ratón se produce sobrecarga de calcio y cese de actividad contráctil. Sin embargo el peroxinitrito en
bajas cantidades puede ser cardioprotector al atenuar la interacción neutrófilo/endotelio. Por su parte las especies
nitrogenadas producen estrés oxidativo y nitrosativo, punto de partida de toxicidad celular; intervienen en la
[63]
inflamación, en el shock séptico y en la injuria por isquemia/reperfusión .
El NO tiene numerosas funciones antiateroscleróticas. En forma autocrina inhibe la apoptosis de
células endoteliales, suprime la activación inflamatoria y aumenta la de los barredores de radicales
libres. Dentro de los efectos paracrinos del NO están la inhibición de la agregación plaquetaria, la
inhibición de la proliferación de CML y la promoción de la remodelación vascular positiva. El ejercicio en pacientes con enfermedad coronaria - asociado a la activación de la eNOs mediada por Akt, tiene
efectos antiateroscleróticos[52].
El NO puede actuar sobre grupos sulfuro en residuos de cisteína en proteínas, resultando en
nitrosilación de esas proteínas. Provoca además modificación nitrosativa de metales de transición
como el grupo heme de la Hb. De tal forma el NO está muy capacitado para un rol coordinador y
sincronizador de procesos vitales a través de la modificación de proteínas esenciales. Una función
importante en las CE es su rol de competidor con el oxígeno como aceptador de electrón en la
fosforilación oxidativa, o sea que cuando haya disminución de la disponibilidad de oxígeno el NO
predominará como aceptador de electrón reduciendo así la fosforilación oxidativa y el gasto de
energía. La eNOs es una enzima que se nutre de la NADPH, en forma tal que hay un flujo de
electrones desde el dominio reductasa hacia el heme que contiene el dominio oxigenasa (con
vehiculización por medio del calmodulín). En presencia de oxígeno se forma un complejo sumamente
102
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
reactivo superóxido ferroso-peroxi férrico que en ausencia de BH4 se disocia a superóxido o si lo que
falta es l-arginina, a peróxido de hidrógeno. Esta situación es denominada la “eNOs desacoplada”,
que implica alteración del sistema de defensa del organismo[67].
Dado que la Hb inhibe rápidamente al NO, se necesita explicar como actúa éste pese a la acción
barredora casi inmediata de la primera. Probablemente el flujo laminar central vascular de los
eritrocitos crea una zona libre próxima a las CE. Además el NO puede ser almacenado en el eritrocito
en forma de nitrito o S-nitroso-tiol (S-nitroso-Hb). Hay datos experimentales importantes indicando
que el anión nitrito representa el mayor almacén intravascular de NO, cuya transformación a NO se
hace a través de una reacción de una nitrito-reductasa con el sustrato Heme de la Hb. De esta forma
se explica la generación por hipoxia de NO a partir de nitrito y como es que los glóbulos rojos actúan
como vasodilatadores en ciertas oportunidades[68].
El NO participa en forma relevante en la modulación de los barorreflejos arteriales y de la
descarga simpática en la IC, probablemente a través del Sistema Nervioso Central (SNC). Hay
evidencias que muestran la modulación por el NO de la actividad simpática refleja a nivel del SNC[6971]
. La Ang II aumenta la liberación de NO en estructuras neuronales in vivo o en cultivo. Hay una
interrelación entre Ang II y NO, de forma tal que una reducción de la síntesis de NO mediaría una
amplificación de la señal de la Ang II para aumentar la descarga simpática[70]. El bloqueo de NO
incrementa la actividad nerviosa simpática solamente cuando los niveles de Ang II están aumentados.
El NO - además de su intervención relevante como vasodilatador - juega un papel importante en
la regulación de la función cardíaca por su acción inotrópica negativa. Afecta la función diastólica
acelerando la relajación ventricular. En la IC la respuesta disminuida a los agonistas beta
se
correlaciona con un aumento de la producción de NO por los miocitos pudiendo ser imitada
[72,73]
administrando citoquinas como el TNF-α
, la IL y el IFN
(Interferon gamma). Las citoquinas
inhibirían la estimulacion beta del AMPc. El TNF altera la estabilidad del ARN mensajero (ARNm) de
la NOs. En la IC se produciría una reducción de la expresión del ARNm de la NOs, probablemente
por reducción de la tensión de roce (shear stress).
En la IC existe
vasorregulador
una alteración del sistema
dilatador
disfunción endotelial
a
consecuencia
; hay aumento de la
expresión del TNF y de la iNOs
reducción
de
microvasculatura
terminales
[78]
de
[74,75]
producción
en
de
pacientes
[76,77]
NO
en
; y hay
por
la
casos
. El NO puede inhibir la contractilidad
y ser citotóxico por su capacidad de producir estrés
Figura 6-3: Vasodilatación, mecanismos. La tensión de roce
activa la formación de NO (ON en la figurs) y de PGI2.
Acciones de la vasopresina, histamina y N-A, en formación
de ON. Bradikinina produce PGI2
oxidativo y apoptosis
[79]
.
[80]
En investigaciones recientes
se ha comprobado que
el NO inhibe la hipertrofia miocítica, probablemente a
través de la PKG-1 (Proteín Kinasa dependiente del GMPc).
La PKG-1 actúa sobre la vía calcineurín-NFAT impidiendo la
transcripción (por el NFAT) de factores productores de hipertrofia, dentro de los cuales está el BNP.
[81]
Hare y col.
han demostrado que el NO inhibe la respuesta inotrópica positiva a la estimulación
beta-adrenérgica en pacientes con IC. La inhibición del NO cardíaco aumenta la respuesta a la
103
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
estimulación beta en pacientes con miocardiopatía dilatada idiopática pero no en controles con
función ventricular normal.
La mayoría de los estudios se refieren a la acción del NO sobre la función sistólica, o sea el
inotropismo. Paulus y Shah[82,83] señalan que el NO tiene efectos sobre la función diastólica basal, que
consisten en un enlentecimiento de la relajación del VI y un aumento de su distensibilidad. Hay
variaciones en la liberación de NO de acuerdo con las cargas cardíacas, que producen señales a
través de precarga, flujo coronario, fuerzas mecánicas y frecuencia cardíaca y que pueden constituir
un valioso mecanismo de retroalimentación autorregulatoria que optimiza la función diastólica y de la
bomba, globalmente.
Los efectos del NO sobre la contractilidad en la IC son[84]: 1) acelerador de la relajación del VI que
abrevia la contracción y reduce ligeramente la PFD previniendo desperdicios de trabajo mecánico
contra ondas reflejadas arteriales; 2) Efecto cardiodepresor
sobre VI (caída de dP/dtmax y
desplazamiento a la derecha de la relación P-V de fin de sístole pero sólo siguiendo al tratamiento
previo con agonistas beta y no en condiciones basales; 3) Mayor distensibilidad, facilitando así la
respuesta Starling o la reserva de precarga.
El NO juega un importante papel en fisiopatología renal, participando en la vasorregulación de la
microcirculación glomerular modulando el tono vascular de la arteriola eferente y relajación del
+
mesangio. Interviene también en la excreción de Na e inhibe la liberación de renina en las células
yuxtaglomerulares
[85]
.
Parece además que debe asignarse un papel trascendente al NO en el acondicionamiento
miocárdico por isquemia previa[84]. El NO interviene en la formación de radicales libres derivados del
oxígeno los que pueden gatillar ese acondicionamiento.
La producción basal de NO en los pulmones de pacientes con IC está alterada, probablemente por
el alto tono vascular pulmonar observable en pacientes con disfunción de moderada a severa
ha señalado que en la IC existe un aumento de la respuesta ventilatoria ante ejercicio
[90]
estaría vinculada entre otras cosas a la atenuada producción de NO
vasodilatación
de
vasos
pulmonares
e
incremento
del
[86]
[87-90]
. Se
, que
, con subsiguiente defectuosa
espacio
muerto
(discordancia
ventilación/perfusión).
Cuando el NO se mantiene en niveles fisiológicos actúa como un antioxidante, deshaciendo
reacciones tipo Fenton, dando fin a reacciones de radicales en cadena, e inhibiendo peroxidasas y
oxidasas (por nitrosilación). Las reacciones de NO con el anión superóxido, en condiciones basales,
producen agentes nitrosativos que reaccionan principalmente con tioles. O sea que la producción de
ROS y de RNS preserva un medio antioxidante pero a la vez canaliza al NO hacia sustratos de
cisteína[91]. A la inversa cuando el NO y el anión superóxido están elevados se altera la naturaleza y
especificidad de las metas habituales a que están destinados. La producción de anión-superóxido en
relación con la de ROS puede facilitar la producción de nitrosilación de proteínas en condiciones
basales pero la altera en altas concentraciones. La superóxido dismutasa, barredor (scavenger) del
anión superóxido cataliza las reacciones de S-nitrosilación.
Se han presentado evidencias de que el TRPV4 (transient receptor gene super-family vanilloid
type 4) está involucrado en la síntesis del NO y del señalamiento del EDHF. TRPV4 puede ser
104
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
activado por estrés osmótico, calentamiento moderado, ácido araquidónico y su metabolito el ácido
epoxieicosatrienoico (5,6 EET); también probablemente por pH bajo, y farmacológicamente por el
éster de forbol. De acuerdo a Hartmannsgruber y col.[92], la activación de TRPV4 en arterias por shear
stress fisiológicamente relevante y flujo/reperfusión es un componente crítico de transducción
mecánica del endotelio.
Vasorregulación endotelial
Chesebro y Fuster
[93]
señalan que hay sustancias cuya acción vasodilatadora es dependiente o no
de la integridad endotelial. Dentro de las dependientes del endotelio están la acetilcolina, el ADP, la
serotonina, la vasopresina y la trombina. Las no dependientes
son la NTG, la papaverina, el
nitroprusiato sódico, la adenosina y la PGI2. Los factores mecánicos como la tensión de roce (shear
stress) activan la liberación de NO. Figuras 6-3, 6-4 y 6-5
Los factores vasodilatadores derivados del endotelio incluyen entonces a la PGI , el NO y los EDHF. En el grupo
2
de los EDHF se incluye a los ácidos epoxieicosatrienoicos (EETs), que responden a estímulos como la acetilcolina, la
bradikinina y el shear stress. Los EETs son metabolitos citocromo P-450 del ácido araquidónico y son producidos por
el endotelio. Los metabolitos del citocromo P-450 contribuyen a la regulación del tono vascular. Los vasodilatadores
+ [94-97]
mencionados actúan provocando la apertura de canales de K
. Algunos autores suponen que el peróxido de
hidrógeno (H2O2), un radical libre, funciona como EDHF. La superóxidodismutasa convierte al anión superóxido en
peróxido de hidrógeno.
Para Chauhan y col.[98] el CNP (Péptido Natriurético tipo-C) se comporta como un EDHF.
El EDHF representa siglas que responden a diversos mecanismos. En general, por su acción se
produce: a) un aumento de la concentración intracelular de Ca++; b) apertura de canales de K+
activados por Ca++ de conductancia pequeña e intermedia; y c) la hiperpolarización de CE. El
resultado es una hiperpolarización dependiente del endotelio de las CML . Cuando se acumulan los
iones de K+ hiperpolarizan a las CML al activar canales de K+ rectificadores de entrada y la bomba
Na/K+-ATPasa. En las coronarias las CE liberan ácidos epoxieicosatrienoicos (EET) derivados de la
citocromo monooxigenasa P450, que además de ser mensajeros intracelulares se difunden e
hiperpolarizan las CML al activar canales de K+ de alta conductancia activados por Ca++. Además el
endotelio produce derivados de las lipooxigenasas y peróxido de hidrógeno[99].
La capacidad vasodilatadora dependiente del endotelio está reducida en pacientes hipertensos. La
inhibición de las NOs aumenta la presión arterial,
pero se niega la relación entre la alteración genética
de la NOs y la hipertensión arterial
SHR
la
administración de
[100]
. En ratas
inhibidores
de
la
ciclooxigenasa con disminución de la producción de
PGH2 (endoperóxido)
capacidad
y TXA2 , restituye la
vasodilatadora
dependiente
del
endotelio, sugiriendo que la relajación alterada se
Figura 6-4. Vasoconstrictores. Endoperóxido
(PGH2) y TXA2 comparten un receptor en la CMLV.
EDCF1 vinculado a la hipoxia
debería en parte a la existencia concomitante de
vasoconstrictores.
El NO aumenta la distensibilidad arterial, la cual disminuye cuando se bloquea su síntesis
endógena por medio de LNMA[101]. El efecto de la acetilcolina en grandes arterias depende del NO.
105
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
En el endotelio actúan localmente sustancias vasoconstrictoras, dentro de las que se incluye a los
radicales libres derivados del oxígeno , el PGH2, y el TXA2, estos dos últimos derivados del Acido
Araquidónico, y a la ET-1, la cual no intervendría en los cambios instantáneos que se suceden en la
vasorregulación, sino en la modulación a largo plazo del tono vascular
[97,102]
.
[103]
Hay una biodegradación aumentada de NO producida por el anión superóxido. Bauersachs
encuentra
disminución de NO en la IC. Habría una reducida actividad de guanilatociclasa soluble pese a que su expresión está
aumentada, inducida por el anión superóxido, con disminución de GMPc. La elevación de niveles plasmáticos de
peróxidos lipídicos indican la presencia de estrés oxidativo en la IC. La fuente de anión superóxido parece ser el
músculo liso vascular en respuesta a la Ang II quien estimula la expresión de la oxidasa dependiente de NAD(P)H.
El endotelio produce a su vez los EDCF (Endothelium Derived Contracting Factor) representados
por distintas sustancias: 1) Metabolitos vasoconstrictores del acido araquidónico o de los radicales
libres (el anión superóxido es para algunos el EDCF2); 2) el EDCF liberado por anoxia (EDCF1); 3) La
ET-1, de acción prolongada y duradera. Figura 6-4
En resumen las CE producen por lo menos tres sustancias que causan relajación del MLV : EDRF
identificado como NO, el EDHF, y la PGI2; y los que producen vasoconstricción (los EDCF) entre los
que se destaca, la ET-1.
Efectos de distintas sustancias sobre la función endotelial
Bradiquinina (BK):
Son quininas la Kalidina (Lys-BK) y la Bradiquinina (BK). La Lys-BK, que se forma en los tejidos es
rápidamente convertida en BK, quien da
como productos de degradación a BK-(18), BK-(1.7) y BK-(1-5).
provienen
del
Las
sistema
kalicreína-quinina (SKK)
[104]
quininas
plasmático
. Nota1
Las proteínas de SKK – que circulan como
un complejo formado por la pre-kalicreína (PK)
y el Kininógeno de alto peso molecular (HK) - se
ligan a un complejo receptor multiproteínico en
el compartimiento intravascular que contiene
citoqueratina (CK1), receptor del activador
urokinasa-plasminógeno,
y
gC1qR.
La
activación de la PK puede producirse aún en
ausencia del factor XII (Hageman). Cuando las
proteínas del complejo HK/PK se ligan a las CE,
la PK es rápidamente convertida a Kalicreína (K)
por la enzima prolilcarboxipeptidasa (PRCP),
activa en las membranas endoteliales. La K
autodigiere a su receptor HK para liberar BK,
Figura 6-5, Acciones vasomotoras de distintas sustancias que
quien a su vez libera NO, tPA y PGI2 de las
[93]
actúan en el endotelio. BK: bradikinina; SP : Sustancia P; PTr .
CE .
Protrombina; Tr: Trombina; HST: Histamina; 5-HT: 5Se establece una interacción entre el SRA y el
hidroxitriptamina; S2: Serotonina
SKK. La Ang II estimula la liberación por las CE
del
inhibidor del activador tisular del
plasminógeno (PAI-1). Al mismo tiempo la ECA degrada a la BK a BK1-7 o BK1-5 (péptido con actividad inhibitoria de la
trombina). La PCRP degrada a la Ang II o a la Ang I a Ang (1-7), que es un peptido vasodilatador. La Ang (1-7) estimula
la formación de NO y de PGI2 quienes potencian los efectos de la BK. La PCRP convierte a la PK en K. La K formada
[105]
digiere kininógenos liberando BK .
1
. En las siglas sobre quininas y bradiquinina se mantiene la K de Kinina en vez de la Q de quinina, para amoldarse a la nomenclatura
internacional
106
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
Los quininógenos se encuentran en todo el organismo, pero particularmente en las plaquetas y en
la pared vascular. La infusión intracoronaria de BK produce un incremento preferencial del flujo hacia
el subendocardio a través de la activación de receptores B2 y la liberación de NO . Hay un sistema
cardíaco kalicréina-quinina[106].
En el lecho vascular la ECA (Enzima de Conversión de la Angiotensina) degrada a la BK, mientras que en el
[107]
intersticio miocárdico la BK es degradada por la endopeptidasa neutral (NEP) . Hay dos receptores de BK, BK-1R y
BK-2R, pero el primero solo interviene en muy determinadas condiciones patológicas (tal como injuria tisular); no se
lo encuentra en el tejido normal pero si siguiendo a un proceso inflamatorio, donde su expresión es inducida en una
variedad de células incluyendo CMLV, CE y fibroblastos. Estos receptores se acoplan a la proteína G , o sea que son
parte de la familia GPCR (G-Protein Coupled Receptor = GPCR). Probablemente los dos receptores mencionados
pueden ser componentes de distintos sistemas regulatorios. La regulación hacia arriba del BK-1R es controlada por
[108]
citoquinas tales como TNFalfa e IL-1beta (fundamentalmente ésta) .
La mayoría de los efectos biológicos de la BK son mediados por el BK-2R, expresado por muchos
tipos celulares. El efecto hemodinámico más importante es la reducción de la vasoconstricción
sistémica y coronaria como resultado de la activación del BK-2R, seguido de aumento de la
producción y liberación de NO. Otros efectos cardiovasculares incluyen la inducción de hipotensión,
regulación de flujo local y aumento de la permeabilidad vascular. Los efectos hipotensores son
mediados en parte por el NO, la PGI2 y el EDHF. Los BK-2R se localizan en el músculo liso de las
arteriolas y en el endotelio de los grandes vasos elásticos[109].
La BK tiene efectos de protección cardiaca a corto y largo plazo. A corto plazo protege al corazón
de la injuria por reperfusión mientras que a largo plazo reduce la HVI y previene la IC, por medio de la
estimulación de los BK-2R, y la producción y liberación de NO por las CE, juntamente con efectos
antiproliferativos y antihipertróficos sobre fibroblastos y miocitos[110]. Estos resultados indican la
participación del BK-2R en la fisiopatología de la IC.
Los BK-2R median la mayoría de los efectos cardiovasculares de la BK. También contrarrestan los
efectos de la Ang II al inhibir la contracción y crecimiento de células musculares lisas.
La experiencia del uso de los IECA sugiere que sus beneficios son mediados por la BK. La BK
induce incremento de la relajación atribuible a la liberación paracrina de NO. En forma similar el
captopril induce aumento de la velocidad de relajación sin afectar parámetros sistólicos o el flujo
coronario en el corazón aislado del cobayo y en corazón hipertrofiado de la rata. La infusión de
enalaprilat en la arteria coronaria descendente anterior de pacientes con HVI mejora la función
diastólica de la pared anterior en ausencia de efectos sistémicos y neurohormonales[111].
La BK está regulada hacia arriba en la isquemia aguda de miocardio, y sus efectos pueden
contrarrestar los aumentos de la demanda de oxígeno impuestos por la producción local de
catecolaminas y de angiotensina[112].
Promueve vasodilatación al estimular la producción de metabolitos derivados del ácido
araquidónico, NO, y EDHF. Además inhibe la activación de trombina inducida por plaquetas. Es un
potente estimulador de la liberación de t-PA por las CE y tiene efectos antiproliferativos[113,114].
La infusión intracoronaria de BK estimula la liberación de tPA sin causar cambio alguno de los
niveles de PAI-1[115]. Este efecto de la BK es incrementado por los IECA.
Juega un muy importante papel en el acondicionamiento miocárdico por isquemia previa, dado
que antagonistas de su receptor evitan que se produzca el mismo. Es probable que la BK active el
107
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
BK-2R que se acopla con la Proteín-kinasa C, iniciando un camino similar al de la adenosina[116].
Tiene efectos de protección cardiaca contra la injuria por isquemia-reperfusión[117]. Ver Figura 6-6
HK-PK
Kininógeno
Pro-Renina
PRCP
Kalicreína
HKa
A-ógeno
Renina
Bradiquinina
BK (1-5)
ANG I
ECA
PRCP
ANG II
PRCP
tPA
PAI-1
ANG (1-7)
extracelular
intracelular
Vasodilatación
Vasoconstricción
vasodilatación
NO , PGI2
Figura 6-6 Interrelación entre SKK y SRA
Trombina y productos plaquetarios:
La trombina se acopla a los receptores de NO y lo libera. Otros factores plaquetarios como la
serotonina y el ADP estimulan la producción de NO. El mediador plaquetario de la agregación es el
receptor GPIIb/IIIa
[118]
. Existen aproximadamente 45.000 receptores de esa glucoproteína en las
plaquetas, quien se liga principalmente al factor von Willebrand (en menor proporción al fibrinógeno,
fibronectina, vitronectina y quizás trombospondín), mientras que las otras glucoproteínas tienen
aproximadamente 1.000 receptores en la superficie plaquetaria.
La agregación plaquetaria cuenta como agonistas a: 1) La adhesión plaquetaria en la cual intervienen las
integrinas (GPIa/IIa o VLA-2, Ic/IIa o VLA-6Ic*/IIa o VLA-5, alfa /IIIa, IIb/IIIa, Ib, IV, 67kD) que se ligan a colágeno,
v
Laminina, Vitronectina, Fibronectina, factor von Willebrand, Trombospondín; 2) Trombina; 3) Tromboxano; 4) ADP; 5)
Adrenalina; 6) Serotonina; 7) Vasopresina; 8) Plasmina; 9) tPA; 10) Shear stress. Participan como transductores el
[118]
ácido araquidónico y la proteín-kinasa C, siendo la GPIIb/IIIa el principal efector
.
La interacción endotelio-leucocitos se realiza por la mediación de moléculas de adhesión : ELAM-1, ICAM-1, V-CAM
1 e ICAM-2 en el endotelio y Mac-1, LFA-1 y VLA-4 en los leucocitos
Acetilcolina:
La acetilcolina induce hiperpolarización de las CMLV por un mecanismo dependiente del endotelio,
que no involucra al NO, pero si al EDHF. Este sería un metabolito lábil del ácido araquidónico
+
formado en la vía del Citocromo P-450. El EDHF actúa abriendo los canales de K , quienes no son
dependientes de la adenosina dado que la hiperpolarización no es inhibida por sustancias tales cono
108
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
++
la glibenclamida. El EDHF también está controlado por la concentración citosólica de Ca , y es
inhibido por antagonistas del calmodulín.
Endotelina:
La endotelinaa-1 estimula la liberación de NO y prostaglandinas en varios lechos vasculares
[119]
.
Es discutida más adelante (Cap.6, 2da.parte).
Insulina:
El aumento de insulina
por arriba del rango fisiológico incrementa el flujo coronario en
aproximadamente un 20%, probablemente por mediación del NO. En el ser humano la
hiperinsulinemia incrementa el flujo de miembro inferior por un mecanismo que es bloqueado por la LNMMA (inhibidora del NO), quien también disminuye la respuesta vasodilatadora coronaria. La
hiperinsulinemia aumenta la captación miocárdica del sustrato total oxidable (glucosa+lactato+ácidos
grasos libres) en un 30% sin aumentar el consumo de oxígeno probablemente por restricción de la
oxidación mitocondrial de sustratos[120].
La resistencia a la insulina es un importante integrante del Síndrome Metabólico (resistencia a la
insulina, hipertensión arterial, obesidad, hipertrigliceridemia, disminución de HDL), ligado a
enfermedad coronaria, hipertensión arterial y aterosclerosis. La insulina tiene importantes acciones
vasculares que llevan a vasodilatación, aumento de flujo sanguíneo y aumento de disponibilidad de
glucosa en el músculo esquelético, la mayoría de ellas dependientes del NO. Las interacciones entre
insulina y endotelio intervienen muy activamente en la homeostasis cardiovascular.
La rama mayor del señalamiento insulínico que regula funciones metabólicas es la kinasa-3 del
fosfatidilinositol, quien lleva a la activación de la eNOs y aumento de producción de NO. Otro
mecanismo es la activación por insulina del sustrato del receptor de insulina (IRS), el que liga y activa
la kinasa-3 del fosfatidilsinositol, que fosforila y activa PDK-1 (kinasa dependiente del fosfoinositol),
que hace lo mismo con el Akt[121].
La insulina puede regular la expresión del gen de la eNOs por medio de la activación de la inositol
trifosfato kinasa, en las CE y en la microvasculatura, o sea que puede regular crónicamente el tono
vascular. La activacion de Proteín-Kinasa-C como pasa en la resistencia a la insulina y en la diabetes
pueden inhibir la IP-3 y la expresión de eONs explicando la disfunción endotelial de esos estados[122].
La insulina puede llevar a hipertrofia miocárdica y a un aumento de la MVI a través de distintos
caminos, siendo importante el efecto antiproteolítico en el corazón[123].
Prostaciclina:
La prostaciclina o prostaglandina I2 (PGI2), derivada del ácido araquidónico, es una sustancia
vasodilatadora y antiagregante plaquetaria aparentemente de acción poco relevante. Es producida
en el endotelio, luego de la transformación a forma esterificada del ácido araquidónico por la
fosfolipasa, y subsiguiente acción de la ciclooxigenasa, con formación intermedia de endoperóxidos,
sobre los cuales actuarán sintasas, una de las cuales lleva a la formación de PGI2. Los efectos
biológicos de la PGI2 se basan en el incremento de formación del AMPc. Es potencialmente sinérgica
109
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
con el NO quien como ha sido dicho produce
GMPc. Este último es un inhibidor endógeno de la
fosfodiesterasa, quien a su vez inhibe o destruye el AMPc, con lo cual se explica la acción sinérgica.
La liberación de prostanoides vasodilatadores y de NO contribuye al tono vascular de reposo y a la
hiperemia pico funcional asi como a la vasodilatación mediada por flujo después de un estímulo
metabólico[124]. El endotelio puede ser un mecanismo clave para prevenir la isquemia miocárdica en la
enfermedad coronaria.
La prostaciclina puede inducir hiperpolarización, con apertura de uno o más tipos de canales de
potasio (ATP-sensibles; activados por calcio; rectificadores de entrada; activados por voltaje), o sea
que en ciertos lechos vasculares, la PGI2 puede ser considerada como un EDHF[89].
Enzima convertidora de la angiotensina II (ECA)
Está localizada en la membrana celular de las CE y en los fibroblastos. Cuando hay disfunción
endotelial se produce perturbación en la regulación vasomotora, en el crecimiento celular y el estado
inflamatorio de la pared vascular, y activación de la ECA tisular, incrementándose la producción local
de Ang II y degradación de BK, factores que perturban profundamente la homeostasis circulatoria. El
tratamiento crónico con inhibidores de la ECA (IECA) revierte esas alteraciones. Un aspecto
importante a resaltar es la acción moduladora de los IECA (Inhibidores de la ECA) sobre el consumo
miocárdico de oxígeno, que se produciría por aumento local de la BK, quien a su vez estimula la
producción de NO
[125,126]
. Menos del 10% de la ECA circula en el plasma, y su función precisa -
probablemente mínima - es incierta
Adenosina
La activación de la Proteín-Kinasa-C por la N-A y la Ang II activa a su vez a la 5-nucleotidasa,
quien transforma el ATP en adenosina que es cardioprotectora por atenuación de liberación de
catecolaminas; la adenosina provoca aumento de contractilidad mediado por beta-receptores y
sobrecarga de Ca++, aumento del flujo coronario e inhibición de la activación de plaquetas y
leucocitos. Además inhibe la liberación de renina y la producción de TNF en modelos experimentales.
Los niveles de adenosina aumentan en pacientes con IC[127].
Tensión de roce (shear stress)
La tensión de roce (o tensión de fricción o cizallamiento, o shear stress) es directamente
proporcional al flujo, y el aumento de éste estimula la liberación de NO, a través de la activación del
SKK de la pared vascular. Cuando disminuye el flujo, o sea que es menor la tensión de roce, aparece
[128]
mayor permeabilidad vascular a macromoléculas tales como LDL
. La LDL oxidada y citoquinas
inducen elaboración endotelial de anión superóxido, aumentan la actividad como ligando del NF-kB, y
la adhesión de los monocitos.
[129]
Tsao y col.
consideran que el NO inducido por aumento de flujo regula la actividad enzimática
oxidativa intracelular inhibiendo caminos involucrados en la adhesividad endotelial. No se conoce cual
es el mecanismo de la acción antioxidativa del NO. Hemos visto que el NO en presencia de anión
superóxido forma peroxinitrito (ONOO-) el que por si sólo puede iniciar la peroxidación lipídica, o
110
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
formar ácido peroxinitroso que luego de clivaje genera productos altamente nocivos. Pero también
podría ser que actúe directamente sobre radicales lípidicos peróxidos, alterando la cadena de
reacciones catalíticas.
Fibroblastos
Takizawa y col.
[130]
han producido en ratas rápida inducción de fibrosis cardíaca con la infusión de
Angiotensina II, pero viendo que ese efecto se acentuaba marcadamente si los animales eran
tratados previamente con un inhibidor de la NOs, infirieron que el NO antagoniza los efectos de la
Ang II sobre los fibroblastos cardíacos. Los mismos fibroblastos son capaces de generar NO,
actuando localmente como autocrinos e influenciando en la evolución de fibrosis.
Disfunción endotelial en distintas patologías.
Hemos visto que en la IC hay disfunción endotelial de las arterias de resistencia periféricas y
atenuación de la vasodilatación por NO dependiente del flujo. Una explicación es la disminución de la
expresión del mRNA de la NOs, aunque también puede deberse a una inactivación de NO por RL, lo
cuales están aumentados en la IC como expresión del estrés oxidativo existente. Una prueba estaría
dada por la acción favorable de los antioxidantes (como la vitamina C) oponiéndose a la inactivación
de la vasodilatación mediada por el NO
La
disfunción
endotelial
[131]
produce
.
adherencia
de
leucocitos,
activación
de
plaquetas,
vasoconstricción, mitogénesis, favorecimiento de oxidación, protrombosis, alteraciones de la
coagulación, inflamación vascular y aterosclerosis[132].
Forma parte del cuadro fisiopatológico de
distintas afecciones cardiovasculares. El estrés oxidativo indudablemente interfiere con las funciones
del endotelio, provocando modulación de la oxidación de la LDL y de la biodisponibilidad del NO, y
expresión de los genes inflamatorios vasculares.
La vasoconstricción es un fenómeno fisiopatológico central en la IC, y es atribuible a la
hiperactividad del SNS, a la activación del SRA, y a vasoconstrictores tales como la ET-1. Hay una
muy amplia evidencia experimental y clínica de la alteración de la relajación dependiente del endotelio
en la IC. Esto puede deberse a varias causas: regulación hacia debajo de la NOs: reducción de la
disponibilidad de la L-arginina; inactivación de NO por radicales libres; aumento de la ECA con
disminución de BK (menos liberación de NO); efecto que es favorablemente contrarrestado por los
IECA.
Diversos factores afectan la capacidad vasodilatadora del endotelio, tales como dislipidemia,
diabetes, hipertensión o el tabaquismo, a través de una alteración de la vía NOs/NO, que comprende
disminución de actividad de la eNOs, disminución de la sensibilidad del NO y aumento de la
degradación del mismo por medio del anión superóxido. La LDLox y la lisofosfatidilcolina interfieren
con la activación de la eNOs, inhibiéndola[133].
El colesterol elevado y la LDL regulan hacia arriba la abundancia de caveolín aumentando el
complejo caveolín-eNOs, y así atenúan la producción de NO por las CE. Otros mecanismos inhiben a
la NOs tales como el ADMA y la NMA (N-monometilarginina). Con respecto a estrés oxidativo la NOs
puede de por si producir anión superóxido: esto está regulado por la disponibilidad de
111
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
tetrahidrobiopterín, que cuando es baja hace que se produzca un desacoplamiento de la NOs y
consecutiva producción del anión..
Actualmente se conoce que la acción del NO en el Sistema Nervioso Central está involucrada en
la regulación de la actividad de los nervios simpáticos que se ocupan del sistema cardiovascular
Se ha sugerido que el NO endógeno en el tallo cerebral interviene
[134]
.
en los mecanismos de
adaptación rápida del control barorreflejo de la actividad simpática y de esta forma juega un papel
importante en el mantenimiento de la inhibición refleja en respuesta a un cambio sostenido en la
señal de entrada del barorreceptor. Está involucrado en la determinación del tono basal
cerebrovascular sin estar implicado en la autoregulación miogénica. Sería una quimioregulación a
través del eje CO2/NO[135].
En la disfunción endotelial se observa disminución de la producción de NO y aumento de la
secreción de ET-1, por lo cual hay aumento del tono vascular por vasoconstricción acompañado por
liberación de citoquinas proinflamatorias. También se observa mayor agregación plaquetaria y
liberación de factores de crecimiento. Hay niveles elevados de ácidos grasos asociados a resistencia
a la insulina, obesidad, diabetes (síndrome metabólico) que activan mecanismos inmunes innatos
inflamatorios tales como el factor nuclear de trascripción o el FN B[136].
Hay una fuerte asociación entre disfunción endotelial y disfunción eréctil por lo cual en presencia
de la segunda deben pesquisarse factores modificadores de riesgo cardiovascular y probablemente
aterosclerosis subclínica. Sildenafil y tadalafil mejoran la vasodilatación de la arteria braquial mediada
por flujo en hombres con riesgo aumentado de enfermedad cardiovascular; hay también efectos
favorables en casos de diabetes 2[137].
En modelos experimentales se ha conjeturado que en la fisiopatología de la disfunción diastólica
juega un papel importante la disfunción endotelial coronaria[138]. Asi se ha visto que ésta última y la
hiperlipidemia se asocian independientemente con alteraciones en la relajación en pacientes con
Fr.Ey. normal en la ausencia de enfermedad coronaria oclusiva e IC. De tal forma los factores de
riesgo de aterosclerosis participan en la fisiopatología de la disfunción e insuficiencia diastólica al
promover disfunción endotelial y enfermedad coronaria. Esto serviría de apoyo a quienes sostienes
que las estatinas mejoran la mortalidad en pacientes con IC diastólica.
En hombres sanos mayores de 63 años - comparados con más jóvenes - se observa disminución
de la dilatación de la arteria braquial flujo dependiente (DFD) estudiada por ecografía, como signo de
disfunción endotelial. Con la hipótesis de que esta disfunción se vincula a un exceso de estrés
oxidativo, se ha estudiado como indicador del mismo a la nitrotirosina (mayor inmunofluorescencia),
en arteria braquial y venas del antebrazo y umbilical de mayores de 63 años y en jóvenes con edad
promedio 23±1 años[139]: la nitrotirosina fue mas abundante en arterias y venas de los mayores, y la
DFD se relacionó inversamente con la misma. En las muestras venosas se encontró mayor expresión
de NADP(H) oxidasa en los más viejos comparados con los jóvenes. Se encontró en muestras
arteriales y venosas de los hombres de mayor edad mayor cantidad de NFKB. Estas son evidencias
que en los hombres normales se desarrolla estrés oxidativo con el envejecimiento y que éste se
relaciona con disminución de la DFD. El aumento de la expresión de la NADP(H) oxidasa y el NFKB
contribuyen al estrés oxidativo endotelial.
112
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
Dimetil Arginina asimétrica (ADMA)
Existe un potente inhibidor competitivo endógeno de la síntesis del NO, denominado ADMA
(Asymmetric DiMetilArginina), quien inhibe la forma constitutiva de la NOs en el endotelio
ha encontrado en formas experimentales de IC
[141]
[140-144]
. Se lo
[142]
y en circunstancias de estrés, como la hipoxia
.
Al disminuir la biodisponibilidad del NO por acción de ADMA se produce progresión de disfunción
renal.
Se ha observado que en pacientes con hipercolesterolemia y aterosclerosis las concentraciones
plasmáticas de ADMA está elevadas, y asi mismo las intracelulares en CE regeneradas en caso de
injuria endotelial (balón). Esto fundamenta la hipótesis que las concentraciones plasmáticas de
ADMA, a través de la inhibición de la NOs, intervienen en la atenuación de respuestas
vasodilatadoras como se ve en pacientes con diabetes tipo 2, explicándose así la aterosclerosis
acelerada de esos pacientes[143].
Usui y col.
[144]
han observado que los pacientes con IC exhiben altos niveles de ADMA, de NOx y
de citoquinas como el TNF-
(inductor potente de NOs). En casos de miocardiopatía dilatada
encontraron aumento de actividad de la iNOs. También han habido comunicaciones sobre la
existencia de fuerte correlación entre niveles de ADMA e incremento de la morbimortalidad[145].
Probablemente la ADMA interviene en la génesis de la aterosclerosis.
La acumulación de ADMA en los ancianos está involucrada en la disminución de la perfusión renal
y en el aumento de la presión arterial146].
En consecuencia la sobreproducción de NO local o sistémica inducida por citoquinas en la IC
ejerce un efecto inotrópico negativo y puede tener efectos hemodinámicos nocivos. Los niveles
plasmáticos de ADMA fueron estudiados en pacientes valvulares, en hipertensos, en isquémicos o en
portadores de miocardiopatía dilatada, con IC. Los niveles plasmáticos de NOx y de ADMA estuvieron
significativamente elevados en los pacientes con IC, y se correlacionaron positivamente con la clase
funcional (NYHA).
Hay correlación negativa
entre niveles plasmáticos de NOx y la fracción de eyección
(ecocardiográfica), pero significativa (p= 0.01) entre NOx y ADMA en aquellos pacientes con IC
moderada a severa. Para Usui y col.
los hallazgos sugieren que la ADMA juega un papel
compensador en contra de la inducción de actividad de la NOs en pacientes con IC[144].
Se ha encontrado aumento de ADMA en pacientes jóvenes hipercolesterolémicos, condición que
se asocia con perturbación de la vasodilatación dependiente del endotelio. La hipercolesterolemia
inhibe la vasodilatación mediada por las CE, efecto mas acentuado si existe aterosclerosis[145,147].
Probablemente el mediador es la LDL oxidada. En el hombre joven la hipertrigliceridemia se asocia
con disfunción endotelial y con aumento de la concentración plasmática de ADMA, sin que sea
necesaria la presencia de aumento de espesor de la capa media de la carótida, o sea que la
disfunción precede al cambio estructural.
La dimetilarginina dimetilaminohidrolasa (DDAH) degrada a la ADMA. La homocisteína se liga a la
DDAH e interfiere con su acción inhibidora; también genera H2O2 y anión superóxido a través de la
formación de disulfuros aumentando la degradación oxidativa de NO. Por esta acción oxidativa se
113
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
piensa que la homocisteína ocasiona disfunción endotelial[147-151].
Experimentalmente se ha
comprobado que la hiperhomocistinemia produce acumulación de ADMA, acompañada de grados
variados de disfunción endotelial. El DDAH tiene un papel importante en la regeneración y formación
de la neoíntima.
Se han encontrado elevados niveles de ADMA en diversas circunstancias clínicas: preeclampsia, IC
e hipertensión pulmonar, diabetes, HTA e hipercolesterolemia. Sus niveles elevados se correlacionan
con el grado de disfunción endotelial (experimental). ADMA en infusión endovenosa aumenta la
adhesión de monocitos y el estrés oxidativo y formación de lesiones a las CE. La ET-1 contribuye a la
formación de ADMA. Dada su preferencial excreción renal sus niveles aumentan en caso de
insuficiencia renal; quizás esto se explique por el hecho de que el riñón alterado funcionalmente
disminuye su contenido en DDAH (antagonista de ADMA), aunque se han reportado casos de
pacientes en shock cardiogénico con función renal preservada (sin afectar el contenido de DDAH) con
elevados niveles de ADMA, indicando la probable presencia de vías alternativas de su producción. La
expresión en exceso de DDAH tiene efectos favorables sobre angiogénesis, resistencia periférica y
volumen sistólico. La DDAH es afectada por la S-nitrosilación, perdiendo su actividad. El estrés
oxidativo y nitrosativo que acompaña a estados inflamatorios como el observable en el shock
cardiogénico pueden tener un gran impacto sobre los niveles circulantes de ADMA, al aumentar su
síntesis y disminuir su metabolismo[151,152].
Bibliografía
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Vogel RA : Heads and hearts. The endotelial connection. Circulation 2003;107:2766-68
Tran Q-K, Ohashi K, Watanabe H : Calcium signaling in endotelial cells. Cardiovasc Res 2000;48:13-22
Forman MB, Puett DW, Virmani R : Endothelial and myocardial injury during ischemia and reperfusion: pathogenesis
and therapeutic implications. J Am Coll Cardiol 1989;13:450-459
Maseri A.: Ischemic Heart Disease. Churchill Livingstone Inc.1995, USA, pag. 19.
Aird WC. Phenotypic Heterogeneity of the Endothelium: I. Structure, Function and Mechanisms. Circ Res
2007;100:158-173
Bonetti PO, Lerman LO, Lerman A : Endothelial dysfunction. A marker of atherosclerotic risk. Art Thromb Vasc Biol
2003;23:168-75
Valen G, Yan Z, Hansson GK : Nuclear Factor Kappa-B and the heart. J Am Coll Cardiol 2001;38:307-14
Longo CR, Arvelo MB, Patel VI, Daniel S, Mahiou J, Grey ST, Ferran C.: A20 protects from CD40-CD40 ligandmediated endotelial cell activation and apoptosis. Circulation 2002;108:1113-18.
Kiechl S, Schett G, Schwaiger J, et al.: Soluble receptor activator of Nuclear Factor-ΚB ligand and risk for
cardiovascuilar diseasse. Circulation 2007;116:385-91
Luther T, Mackman N : Tissue factor in the heart. Multiple roles in hemostasis, thrombosis, and inflammation. Trends
Cardiovasc Med 2001;11:307-12
Saadi S, Holzknecht RA, Patte CP, Platt JL : Endotelial cell activation by pore-form structures. Pivotal role for
interleukin-1 alpha. Circulation 2000;101:1867-73
Becker RC: The vulnerable endothelium – Priming the vascular endothelium for thrombosis with unfractionated
heparin: Biologic plausibility for observations from the Superior Yield of the New Strategy of Enoxaparin,
Revascularization and GlYcoprotein IIb/IIIa inhibitors (SYNERGY) trial. Am Heart J 2005;150:189-92
Drexler H.: Endothelial function in heart failure: some unsolved issues. Eur Heart J 1996;17:1775-77.
Moncada S : The First Robert Furchgott Lecture: From Endothelium-Dependent Relaxation to the L-Arginine:NO
Pathway. Blood Vessels 1990;27:208-217.
Furchgott RF.: The discovery of endothelium-dependent relaxation. Circulation 1993;87(suppl V):V3-8
Cosentino F, Lüscher TF. Maintenance of vascular integrity: Role of nitric oxide and other bradykinin mediators. Eur
Heart J 1995;16(suppl K):4-12
Anderson TJ : Assessment and treatment of endothelial dysfunction in humans. J Am Coll Cardiol 1999;34:631-38
Haller H; Ziegler EM; Homuth V; Drab M; Eichhorn J; Nagy Z; Busjahn A; Vetter K; Luft FC: Endothelial adhesion
molecules and leukocyte integrins in preeclamptic patients. Hypertension 1997;29(1 Pt 2):291-96.
Shattil SJ: Function and regulation of the beta 3 integrins in hemostasis and vascular biology. Thromb Haemost
1995;74:149-55
Lefer AM : Selectins: vital vasculotropic vectors involved in vascular remodeling. Circulation 1997;96:3258-60
Dong ZM, Brown AA, Wagner DD : Prominent role of P-selectin in the development of advanced atherosclerosis in
ApoE-deficient mice. Circulation 2000;101:2290-95
114
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
22. Diacovo TG, Roth SJ, Buccola JM, Bainton DF; Springer TA : Neutrophil rolling, arrest, and transmigration across
activated, surface-adherent platelets via sequential action of p-selectin and the beta 2-integrin CD11B/CD18. Blood
1996;88:146-57
23. Konstantopoulos K, Neelamegham S, Burns AR, Hentzen E, Kansas GS, Snapp KR, Berg EL, Hellums JD, Smith CW,
McIntire LV; Simon SI : Venous levels of shear support neutrophil-platelet adhesion and neutrophil aggregation in
blood via p-selectin and beta2-integrin. Circulation 1998;98:873-82
24. Cheng JJ, Wung BS, Chao YJ, Wang DL.: Cyclic strain enhances adhesion of monocytes to endothelial cells by
increasing intercellular adhesion molecule-1 expression. Hypertension 1996;28:389-91
25. Kaplanski G, Marin V, Fabrigoule M, Boulay V, Benoliel AM, Bongrand P, Kaplanski S, Farnarier C: Thrombin-activated
human endothelial cells support monocyte adhesion in vitro following expression of intercellular adhesion molecule-1
(icam-1; cd54) and vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1; CD106). Blood 1998; 92:1259-67
26. Gawaz M, Neumann FJ, Dickfeld T, Koch W, Laugwitz KL, Adelsberger H, Langenbrink K, Page S, Neumeier D,
Schomig A; Brand K : Activated platelets induce monocyte chemotactic protein-1 secretion and surface expression of
intercellular adhesion molecule-1 on endothelial cells. Circulation 1998;98:1164-71
27. Evangelista V; Manarini S; Rotondo S; Martelli N; Polischuk R; McGregor JL; de Gaetano G; Cerletti C : Platelet/
polymorphonuclear leukocyte interaction in dynamic conditions: evidence of adhesion cascade and cross talk between
p-selectin and the beta 2 integrin CD11b/CD18. Blood 1996;88:4183-94
28. Ley K; Allietta M; Bullard DC; Morgan S 1989;14:1191-1192 : Importance of e-selectin for firm leukocyte adhesion in
vivo. Circ Res 1998;83:287-948.
29. Song Y, Manson JE, Tinker L, et al.: Circulating levels of endotelial adhesión molecules and risk of diabetes in an
ethnically diverse cohort of women. Diabetes 2007;56:1898-904
30. Jubelin BC, Gierman JL.: Erythrocytes may synthesize their own nitric oxide. Am J Hypertens 1996;9:1214-19
31. Adams DJ.: Ionic channels in vascular endothelial cells. Trends Cardiovasc Med 1994;4:18-26
32. Hoffman R.: Hematology: Basic Principles and Practice, 4th ed., 2005 Churchill Livingstone, USA.
www.mdconsult.com
33. Gibbons GH.: Endothelial function as a determinant of vascular function and structure: A new therapeutic target. Am J
Cardiol 1997;79(5 A):3-8
34. Birks EJ, Yacoub MH.: The role of nitric oxide and cytokines in heart failure. Coronary Artery Dis 1997;8:389-402
35. Hintze TH, Tada H, Loke KE, Recchia FA : Contribution of nitric oxide to the control of cardiac oxygen and substrate
consumption during the development of heart failure. J Cardiac Failure 1999;5(Suppl 2)23.
36. Kuhn N.: Structure, Regulation, and Function of Mammalian Membrane Guanylyl Cyclase Receptors, With a Focus on
Guanylyl Cyclase-A. Circ Res . 2003;93:700-09
37. Tocchetti CG, Wang W, Froehlich JP, et al.: Nitroxyl improves cellular heart function by directly enhancing cardiac
++
sarcoplasmic reticulum Ca cycling. Circ Res 2006, Nov 30[Epub ahead of print
38. Andrew PJ, Mayer B : Enzymatic function of nitric oxide synthases. Cardiovasc Res 1999;43:521-31
39. Cosentino F, Lüscher TF : Tetrahydrobiopterin and endothelial nitric oxide synthase activity. Cardiovasc Res
1999;43:274-78
40. Cosentino F, Lüscher TF : Tetrathydrobiopterin and endothelial function. Eur Heart J 1998;19(suppl G):G3-G8
41. Li H, Brodsky S, Basco M, Romanov V, De Angelis DA, Goligorsky MS: Nitric oxide attenuates signal transduction.
Possible role in dissociating caveolin-1 scaffold. Circ Res 2001;88:229-36
42. Vanhoutte PM : Endothelial dysfunction and atherosclerosis. Eur Heart J 1997;18(Suppl E):19-29
43. Zheng J-S, Yang X-Q, Lookingland KJ, et al: Gene transfer of human guanosine 5’-triphosphate cyclohydrolase I
restores vascula tetrathydrobiopterin level and endothelial function in low renin hypertension. Circulation
2003;108:1238-45
44. Alp NJ, Mussa S, Khoo J, Cai S, GUzik T, Jefferson A, Goh N, Rockett KA, Channon KM : Tetrathydrobiopterindependent preservation of nitric oxide-mediated endotelial function in diabetes by targeted transgenic GTPcyclohidrolase I over expresión. J Clin Invest 2003;112:725-35.
45. Dixon LJ, Morgan DR, Hughes SM, et al: Functional consequences of endothelial nitric oxide synthase uncoupling in
congestive cardiac failure. Circulation 2003;107:1725-728
46. Harrison DG : Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction. J Clin Invest 1997;100:2153-7
47. Davignon J, Ganz P : Role of endotelial dysfunction in atherosclerosis. Circulation 2004;109[suppl III]:III-27-III-32
48. Dart AM, Chin-Dusting JPF : Lipids and the endothelium. Cardiovasc Res 1999;43:308-22
49. Paulus WJ, Frantz S, Kelly RA : Nitric oxide and cardiac contractility in human heart failure. Circulation 2001;104:226062
50. Heymes C, Vanderheyden M, Bronzwaer JGF, Shah AM, Paulus WJ : Endomyocardial nitric oxide synthase and left
ventricular preload reserve in dilated cardiomyopathy. Circulation 1999;99:3009-16
51. Matsui A, Ogigaki M, Amano K, et al.: Central role of calcium-dependent tirosine kinase PYK2 in endothelial nitric oxide
synthase-mediates angiogenic response and vascular function. Circulation 2007;116:1041-51
52. Dimmeler S, Séller AM : Exercise and cardiovascular health: get active to "aktivate" your endothelial nitric oxide synthase.
Circulation 2003;107:3118-20.
53. Linz W, Wolfhart P, Schölkens BA, Malinski T, Wiemer G : Interactions among ACE, Kinins and NO. Cardiovasc Res
1999;43:549-61
54. Poon BY, Raharjo E, Patel KD, Tavener S, Kubes P : Complexity of inducible nitric oxide synthase. Circulation
2003;108:1107-12
55. Balligand JL, Kelly RA, Marsden PA, Smith TW, Michel T: Control of cardiac muscle cell function by an endogenous
nitric oxide signaling system. Proc Natl Acad Sci 1993; 90:347-51
56. Neilan TG, Blake SL, Ichinose F, et al.: Disruption of nitric oxide synthase 3 protects against the cardiac injury,
dysfunction, and mortality induced by doxorubicin. Circulation 2007;116:506-14
57. Xuan Y-T, Guo Y, Zhu Y, Wang O-L, Rokosh G, Bolli R. Endothelial nitric oxide synthase plays an obligatory role in the
late phase of ischemic preconditioning by activating the protein kinase C -p44/42 Mitogen-Activates Protein KinasepSer-Signal Transducers and Activators of Transcription1/3 pathway. Circulation 2007;116:535-44
58. Togashi H; Sakuma I; Yoshioka M; Kobayashi T; Yasuda H; Kitabatake A; Saito H; Gross SS; Levi R : A central
nervous system action of nitric oxide in blood pressure regulation. J Pharmacol Exp Ther 1992;262:343-47
59. Toda N; Ayajiki K; Okamura T Cerebro arterial relaxations mediated by nitric oxide derived from endothelium and
vasodilator nerve. J Vasc Res 1993 ;30 :61-7
115
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
60. Papapetropoulos A, Rudic RD, Sessa WC : Molecular control of nitric oxide synthases in the cardiovasculas system.
Cardiovasc Res 1999;43:509-20
61. Fleming I, Busse R : Signal transduction of eNOS activation. Cardiovasc Res 1999;43:532-41
62. Liaudet L, Soriano FG, Szabó : Biology of nitric oxide signaling. Crit Care Med 2000;28:37-52
63. Beckman JS; Koppenol WH: Nitric oxide, superoxide, and peroxynitrite: the good, the bad, and ugly. Am J Physiol
1996;271:C1424-37
64. Durante W, Jonson FK, Jonson RA.: Arginase: a critical regulator of nitric oxide synthesis and vascular function. Clin
Exp Pharm Physiol 2007;34:906–911
65. Fukuda N, O-Uchi J, Kurihara S: Neuronal NO Synthase–Derived NO A Novel Relaxing Factor in Myocardium?. Circ
Res 2008;102:148-150
66. Combes A, McTiernan C, Brooks SS, Feldman AM.: UV light synergistically enhances the cardiotoxic effects of
interleukin 1b through peroxynitrite formation. J Cardiac Fail 2001;7:165-75
67. Rabelink TJ, Luscher TF.: Endotelial nitric oxide synthase. Host defense of the endothelium?. Arterioscler Thromb
Vasc Biol 2006;26:267-71
68. Kim-Shapiro DB, Schechter AN, Gladwin MT.: Unraveling the Reactions of Nitric Oxide, Nitrite, and Hemoglobin in
Physiology and Therapeutics. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2006;26:697-705
69. Sander M; Hansen PG; Victor RG Sympathetically mediated hypertension caused by chronic inhibition of nitric oxide.
Hypertension 1995;26:691-95
70. El-Omar MM, Lord R, Draper NJ, Shah AM : Role of nitric oxide in posthypoxic contractile dysfunction of diabetic
cardiomyopathy. Eur J Heart Fail 2003;5:229-39
71. Liu JL, Murakami H; Zucker IH: Angiotensin II-nitric oxide interaction on sympathetic outflow in conscious rabbits. Circ
Res 1998;82:496-502
72. Zucker IH, Liu J-L : Angiotensin II-nitric oxide interactions in the control of sympathetic outflow in heart failure. Heart
Failure Rev 2000;5:27-43
73. Yoshizumi M, Perrella MA, Burnett JC, Lee ME.: Tumor necrosis factor downregulates an endothelial nitric oxyde
synthase mRNA by shortening its half-life. Circ Res 1993;73:205-9
74. Nakamura M, Yoshida H, Arakawa N, Mizunuma Y, Makita S, Hiramori K.: Endothelium-dependent vasodilatation is
not selectively impaired in patients with chronic heart failure secondary to valvular heart disease and congenital heart
disease. Eur Heart J 1996;17:1875-81
75. Ikeda U, Shimada K : Nitric oxide and cardiac failure. Clin Cardiol 1997;20:837-41
76. Habit FM, Springal DR, Davies GJ, Oakley CM, Yacub MN, Polak JM.: Tumor necrosis factor and inducible nitric oxide
synthase in human heart failure. Lancet 1996;347:1151-54
77. Haywood GA, Tsao PS, von der Leyen HE, Mann MJ, Keeling PJ, Trindade PT et al. : Expression of inducible nitric
oxide synthase in human heart failure. Circulation 1996;93:1087-94
78. Kichuk MR; Seyedi N; Zhang X; Marboe CC; Michler RE; Addonizio LJ; Kaley G; Nasjletti A; Hintze TH. . Regulation of
nitric oxide production in human coronary microvessels and the contribution of local kinin formation. Circulation
1996;94:44-51
79. Ferrari R, Agnoletti L, Comini L, Gaia G, Bachetti T, Cargnoni A, Ceconi C, Curello S, Visioli O. : Oxidative stress
during myocardial ischemia and heart failure. Eur Heart J 1998;19(suppl B):B2-B11
80. Fiedler B, Lohmann SM, Smolenski A, Linnemuller S, Pieske B, Schroder F, Molkentin JD, Drexler H, Wollert KC.
Inhibition of calcineurin-NFAT hypertrophy signaling by cGMP-dependent protein kinase type I in cardiac myocytes.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99: 11363–11368
81. Hare JM, Givertz MM, Creager MA, Colucci WS.: Increased sensitivity to nitric oxide synthase inhibition in patients with
heart failure. Circulation 1998;81:161-66
82. Paulus WJ, Shah AM : NO and cardiac diastolic function, Cardiovasc Res 1999;43:595-606
83. Paulus WJ: The role of nitric oxide in the failing heart. Heart Failure Rev 2001;6:105-118
84. Rakhit RD, Edwards RJ, Marber MS: Nitric oxide, nitrates and ischaemic preconditioning. Cardiovasc Res
1999;43:621-27
85. Raij L.: Nitric oxide and the kidney. Circulation 1993;87(suppl V):V26-29
86. Sumino H, Sato K, Sakamaki T, Masuda H, Nakamura T, Kanda T, Nagai R : Decreased basal production of nitric
oxide in patients with heart disease. Chest 1998;113:317-22
87. Sullivan MJ, Higginbotham MB, Cobb FR : Increased exercise ventilation in patients with chronic heart failure: intact
ventilatory control despite hemodynamic and pulmonary abnormalities. Circulation 1988;77:552-9
88. Metra M, Dei Cas L, Panina G, Visioli O : Exercise hyperventilation chronic congestive heart failure, and its relation to
functional capacity and hemodynamics. Am J Cardiol 1992;70:622-8
89. Myers J, Salleh A, Buchanan N, Smith D, Neutel J, Bowes E, Froelicher VF:Ventilatory mechanisms of exercise
intolerance in chronic heart failure. Am Heart J 1992;124:710-9
90. Adachi H, Nguyen PH, Belardinelli R, Hunter D, Jung T, Wasserman K.: Nitric oxide production during exercise in
chronic heart failure. Am Heart J 1997;133:196-202
91. Hare JM, Stamler JS: NO/redox disequilibrium in the failing heart and cardiovascular system. J Clin Invest
2005;115:509-17
92. Hartmannsgruber V, Heyken WT, Kacik M, et. al:. Arterial Response to Shear Stress Critically Depends on Endothelial
TRPV4 Expression. PLoS ONE. 2007; 2(9): e827. Published online 2007 September 5.
93. Chesebro JH, Fuster V, Webster MWI : Endothelial injury and coronary vasomotion. J Am Coll Cardiol 1989;14:11911192
94. Vanhoutte PM.: Other endothelium-derived vasoactive factors. Circulation 1993;87(suppl V):V9-17
95. Vanhoutte PM, Boulanger CM, Mombouli JV.: Endothelium-derived relaxing factors and converting enzyme inhibition.
Am J Cardiol 1995;76;3E-12E
96. Li P-L, Zou A-P, Campbell WB.: Regulation of potassium channels in coronary arterial smooth muscle by endothelialderived vasodilators. Hypertension 1997;29(part 2):262-67
97. Vanhoutte PM.: Endothelial dysfunction in hypertension. J Hypertension 1996;14(suppl 5):S83-93
98. Chauhan SD, Nilsson H, Ahluwalia A, Hobbs AJ. Release of C-type natriuretic peptide accounts for the biological
activity of endothelium-derived hyperpolarizing factor. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100:1426–1431
99. Feletou M, Vanhoutte PM.: Endothelium-Derived Hyperpolarizing Factor. Where are we now?. Arterioscler Thromb
Vasc Biol. 2006 Jun;26(6):1215-25
116
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
100. Bonnardeaux A, Nadaud S, Charru A, Jeunemaitre X, Corvol P, Soubrier F.: Lack of evidence for linkage of the
endothelial nitic oxide synthase gene to essential hypertension. Circulation 1995;91:96-102
101. Wilkinson IB, Qasem A, McEniery CM, Webb DJ, Avolio AP, Cockcroft JR : Nitric oxide regulates local arterial
distensibility in vivo. Circulation 2002;105:213-17
102. Celermajer DS.: Endothelial dysfunction: Does it matter? Is it reversible?. J Am Coll Cardiol 1997;30:325-33
103. Bauersachs J, Bouloumié A, Fraccarollo D, Hu K, Busse R, Ertl G: Endothelial dysfunction in chronic myocardial
infarction despite increased vascular endothelial nitric oxide synthase and soluble guanylate cyclase expression.
Circulation 1999;100:292-98
104. Pelc LR, Gross GJ, and Warltier DC : Mechanism of coronary vasodilation produced by bradykinin. Circulation
1991;83:2048-2056.
105. Schmaier AH : The plasma Kallikrein-kinin system counterbalances the renin-angiotensin system. J Clin Invest
2002;109:1007-09
106. Nolly H, Carbina LA, Scicli G, Carretero OA, Scicli AG : A local kallikrein-kinin system is present in rat hearts.
Hypertension 1994;23:919-23
107. Kokkonen JO, Lindstedt KA, Kuoppala A, Kovanen PT : Kinin-degrading pathways in the human heart. Trends
Cardiovasc Med 2000;10:42–45.
108. McLean PG, Perretti M, Ahluwalia A. Kinin B-1 receptors and the cardiovascular system: regulation of expression and
function. Cardiovasc Res 2000;48:194-210
109. Figueroa CD, Marchant A, Novoa U, Förstermann U, Jarnagin K, Schölkens B, Müller-Esterl W : Differential distribution
of bradykinin B2 receptors in the rat and human cardiovascular system. Hypertension 2001;37:110-20
110. Kuoppala A, Shiota N, Kokkonen JO, Liesmaa I, et al: Down-regulation of cardioprotective bradykinin type-2 receptors
in the left ventricle of patients with end-stage heart failure. J Am Coll Cardiol 2002;40:119-25
111. Friedrich SP, Lorell BH, Rousseau MF, Hayashida W, Hess OM, Douglas PS, Gordon S, Keighley CS, Benedict C,
Krayenbuehl HO, Grossman W, Pouleur H : Intracardiac angiotensin-converting enzyme inhibition improves diastolic
function in patients with left ventricular hypertrophy due to aortic stenosis. Circulation 1994;90:2761-71
112. Dell'Italia LJ, Oparil S : Bradykinin in the heart. Friend or foe?. Circulation 1999;100:2305-07
113. Brown NJ, Gainer JV, Stein M, Vaughan DE : Bradykinin stimulates tissue plasminogen activator release in human
vasculature. Hypertension 1999;33:1431-35
114. Brown NJ, Gainer JV, Murphey LJ, Vaughan DE : Bradikinin stimulates tissue plasminigen activator release from
human forearm vasculature through B-2 receptor-dependent, NO synthase-independent, and cyclooxygenaseindependent pathway. Circulation 2000;102:2190-96
115. Minai K, Matsumoto T, Horie H, Ohira N et al: Bradykinin stimulates the release of tissue plasminogen activator in
human coronary circulation: Effects of angiotensin-converting enzyme inhibitors. J Am Coll Cardiol 2001;37:1565-70
116. Leesar MA, Stoddard MF, Manchikalapudi S, Bolli R : Bradykinin-induced preconditioning in patients undergoing
coronary angioplasty. J Am Coll Cardiol 1999;34:639-50
117. Yang XP, Liu YH, Scicli GM, et al.: 1997. Role of kinins in the cardioprotective effect of preconditioning: study of
myocardial ischemia/reperfusion injury in B2 receptor knockout mice and kininogen-deficient rats. Hypertension
1997;30:735–740
118. Coller BS. : The role of platelets in arterial thrombosis and the rationale for blockade of platelet GPIIb/IIIa receptors as
antithrombotic therapy. Eur Heart J 1995;16:(Suppl L)11-15
119. Lin H, Smith MJ, Young DB.: Roles of prostaglandins and nitric oxide in the effect of endothelin-1 on renal
hemodynamics. Hypertension 1996;28:372-78
120. McNulty PH, Pfau S, Deckelbaum LI: Effect of plasma insulin level on myocardial blood flow and its mechanism of
action. Am J Cardiol 2000;85:161-65
121. Kim J-a, Montagnani M, Kon Koh K, Quon MJ : Reciprocal relationship between insulin resistance and endothelial
dysfunction. Molecular and pathophysiological mechanisms. Circulation 2006;113:1888-94
122. Kuboki K, Jiang ZY, Takahara N, et al.: Regulation of endotelial constitutive nitric oxide synthase gene expresión in
endothelial cells in vivo. A specific vascular action of insulin. Circulation 2000;101:676-81
123. Kuperstein R, Sazón Z : Effects of antihypertensive therapy on glucose and insulin metabolism and on left ventricular
mass. Circulation 2000;102:1802-06
124. Duffy SJ, Castle SF, Harper RW, Meredith IT. : Contribution of vasodilator prostanoids and nitric oxide to resting flow,
metabolic vasodilation, and flow-mediated dilation in human coronary circulation. Circulation 1999;100:1951-57
125. Laursen JB, Harrison DG.: Modulation of myocardial oxygen consumption through ACE inhibitors. Circulation
1997;95:14-16
126. Zhang X, Xie Y-W, Nasjletti A, Xu X, Wolin MS, Hintze TH.: ACE inhibitor promote NO accumulation to modulate
myocardial oxygen consumption. Circulation 1997;95:176-82
127. Funaya H, Kitakaze M, Node K, Minamino T, Komamura K, Hori M : Plasma adenosine levels increase in patients with
chronic heart failure. Circulation 1997;95:1363-65
128. Berliner JA, Navab M, Fogelman AM, Frank JS et al.: Atherosclerosis: basic mechanisms: oxidation, inflammation, and
genetics. Circulation 1995;91:2488-96
129. Tsao PS, Buitrago R, Chan JR, Cooke JP.: Fluid flow inhibits endothelial adhesiveness. Nitric oxide and transcriptional
regulation of VCAM-1. Circulation 1996;94:1682-89
130. Takizawa T, Gu M, Chobanian AV, Brecher P.: Effect of nitric oxide on DNA replication induced by angiotensin II in rat
cardiac fibroblasts. Hypertension 1997;30:1035-40
131. Hornig B, Arakawa N, Kohler C, Drexler H.: Vitamin C improves endothelial function of conduit arteries in patients with
chronic heart failure. Circulation 1998;97:363-68
132. Verma S, Anderson TJ. Fundamentals of endothelial function for the clinical cardiologist . Circulation 2002;105:546-9
133. Kawashima S, Yokoyama M.: Dysfunction of endothelial nitric oxide synthase and atherosclerosis Arterioscl, Thromb
Vasc Biol. 2004;24:998-1005
134. Hironaga K, Hirooka Y, Matsuo I, Shihara M, Tagawa T, Harasawa Y, Takeshita A.: Role of endogenous nitric oxide in
the brain stem on the rapid adaptation of baroreflex. Hypertension 1998;31:27-31
135. Lavi S, Egbarya R, Lavi R, Jacob G : Role of nitric oxide in the regulation of cerebral blood flow in humans.
Chemoregulation versus mechanoregulation. Circulation 2003;107:1901-905
136. Kon Koh K, Hwan Han S, Quon MJ.: Inflammatory markers and the metabolic syndrome. J Am Coll Cardiol
2005;46:1978-85
117
INSUFICIENCIA CARDIACA CRÓNICA. Fernando de la Serna. Capítulo 6, 1ra.parte: ENDOTELIO
Actualización 2009
137. Watts GF, Chef K-K, Stuckey BGA,: The erectile-endothelial dysfunction nexus: new opportunities for cardiovascular
risk prevention. Nature Clin Pract Cardiovasc Med 2007;4:263-73
138. Elesber AA, Redfield MM, Ribal CS et al.: Coronary endothelial dysfunction and hyperlidemia are independently
associated with diastolic dysfunction in humans. Am Heart J 2007;153:1081-87
139. Donato AJ, Eskurza I, Silver AE, et al.: Relation to impaired endothelium-dependent dilation and upregulation of
Nuclear Factor-KB. Circ Res. 2007;100:1659-1666
140. Feng Q, Lu X, Fortin AJ, Petterson A, Hedner T, Kline RL, Arnold JM.: Elevation of an endogenous inhibitor of nitric
oxide synthesis in experimental congestive heart failure. Cardiovasc Res 1996;37:667-75
141. Jin JS, D'Alecy LG .: Central and peripheral effects of asymmetric dimethylarginine, an endogenous nitric oxide
synthetase inhibitor. J Cardiovasc Pharmacol 1996;28:439-46
142. Aneman A, Backman V, Snygg J, von Bothmer C, Fandriks L, Pettersson A : Accumulation of an endogenous inhibitor
of nitric oxide synthase during graded hemorrhagic shock. Circ Shock 1994;44:111-4(abstract)
143. Abbasi F, Asagmi T, Cooke JP, Lamendola C, McLaughlin T, Reaven GM, Stuehlinger M, Tsao PS : Plasma
concentration of asymmetric dimethylarginine are increased in patients with type 2 diabetes mellitus. Am J Cardiol
2001;88:1201-03
144. Usui M, Matsuoka H, Miyazaki H, Ueda S, Okuda S, Imaizumi T : Increased endogenous nitric oxide synthase inhibitor
in patients with congestive heart failure. Life Sci 1998;62:2425-30
145. Kielsten JT, Impraim B, Simmel S, et al: Cardiovascular effects of systemic nitric oxide synthase inhibition with
asymmetrical dimethylarginine in humans. Circulation 2004;109:172-77
146. Kielstein JT, Bode-Böger SM, Frölich JC et al: Asymetric Dimethylarginine, blood pressure, and renal perfusion in
elderly subjects. Circulation 2003;107:1891-95
147. Böger RH, Bode-Böger SM, Szuba A, Tsao PS, Chan JR, Tangphao O, Blaschke TF, Cooke JP.: Asymmetric
dimethylarginine (ADMA): A novel risk factor for endothelial dysfunction. Its role in hypercholesterolemia. Circulation
1998;98:1842-47
148. Lundman P, Eriksson MJ, Stühlinger M, Cooke JP, Hamsten A, Tornvall P: Mild to moderate hypertrglyceridemia in
young men is associated with endothelial dysfunction and increased plasma concentrations of asymmetric
dimethylargine. J Am Coll Cardiol 2001;38:111-16
149. Stuhlinger MC, Oka RK, Graf EE, Schmolzer I, Upson BM, Kapoor O, Szuba A, Malinow MR, Wascher TC, Pachinger
O, Cooke JP. Endothelial dysfunction induced by hyperhomocyst(e)inemia: role of asymmetric dimethylarginine.
Circulation. 2003;108:933-8.
150. Konishi H, Sydow K, Cooke JP.: Dimethylarginine dimethylamninohydrolase promotes endothelial repair alter vascular
injury. J Am Coll Cardiol 2007;49:1099-10
151. Palm F, Onozato ML, Luo Z, Wilcox CS.: Dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH): expression, regulation,
and function in the cardiovascular and renal systems. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007;293:H3227-45
152. Nicholls SJ, Wang Z, Koeth R, et al.: Metabolic Profiling of Arginine and Nitric Oxide Pathways Predicts Hemodynamic
Abnormalities and Mortality in Patients With Cardiogenic Shock After Acute Myocardial Infarction. Circulation
2007;116:2315-24
118