EFECTO DE LOS FLAVONOIDES 4`, 5, 7

EFECTO DE FLAVONOIDES DE ORIGEN VEGETAL SOBRE LA VÍA DEL NO/GMPc
Sancén Villagómez, M. C ; Rojas Molina, A.; Ibarra Alvarado, C.
Facultad de Química
Universidad Autónoma de Querétaro
RESUMEN
En este estudio se evaluó el efecto de la 4’,5,7–trihidroxi-flavanona, la quercetina, la hesperidina
y la hesperetina sobre el tono del músculo liso arterial, mediante la técnica de aorta aislada de
rata. Los cuatro flavonoides evaluados produjeron un efecto relajante en la aorta, el cual fue
dependiente de la concentración. La respuesta producida por la quercetina y la 4’,5,7–
trihidroxiflavanona fue independiente de endotelio, mientras que el efecto producido por la
hesperidina y la hesperetina fue dependiente de la presencia de las células endoteliales. El
flavonoide que presentó mayor efecto relajante fue la quercetina, cuyo mecanismo de acción
involucra la activación de la vía del NO/GMPc en la célula muscular lisa.
INTRODUCCIÓN
Los productos naturales constituyen una fuente alternativa muy valiosa en la búsqueda de nuevas
moléculas bioactivas (Cordell, 2000). En lo que respecta a compuestos naturales, cuya actividad
relajante de la musculatura lisa vascular se ha asociado con una modulación de la vía del óxido
nítrico (NO)/GMP cíclico (GMPc), destacan los flavonoides. Dentro de las acciones biológicas
que se les atribuyen a los flavonoides se encuentran las siguientes: 1) actividad antitumoral
citotóxica; 2) inhibición enzimática, por ejemplo de enzimas mitocondriales, tales como la
NADH-oxidasa y la xantina-oxidasa o inhibición de enzimas relacionadas con el proceso
inflamatorio, como son la ciclooxigenasa y la 5-lipooxigenasa; 3) actividad espasmolítica; 4)
actividades antibacteriana, antifúngica y antiparasitaria; 5) actividad estrogénica y 6) actividades
antitrombótica y vasorelajante (Harborne y Williams, 2000). En estudios previos, se ha reportado
que los flavonoides relajan el músculo liso arterial por medio de un mecanismo independiente de
endotelio (Perez-Vizcaino y col., 2002), sugiriendo que el efecto relajante era causado mediante
una estimulación de la vía del NO/GMPc (Ajay y col., 2003).
El NO es un mensajero bioquímico atípico que participa en la regulación del tono vascular, el
cuál es sintetizado por la proteína NO sintasa (NOS). El receptor intracelular más importante del
NO es la proteína guanilato ciclasa soluble (sGC), cuya estimulación cataliza la conversión de
GTP en GMP ciclíco (GMPc). Este segundo mensajero posee una gran variedad de proteínas
efectoras, tales como las fosfodiesterasas reguladas por GMPc, canales iónicos y proteinas
cinasas. (Lucas y col., 2000)
En el sistema circulatorio, el NO participa en la relajación, dependiente de endotelio, de los vasos
sanguíneos. El endotelio vascular libera el NO el cual activa a la sGC provocando una elevación
de los niveles de GMPc. Este incremento inhibe la contracción del músculo liso vascular,
mediante una disminución en los niveles de Ca2+ intracelular y una disminución en el grado de
fosforilación de las cadenas ligeras de la miosina (Moncada y Higgs, 1991).
OBJETIVOS
1) Evaluar, mediante el ensayo de aorta aislada de rata, el efecto de los flavonoides de origen vegetal
4’,5,7–trihidroxiflavanona, quercetina, hesperidina y hesperetina.
2) Determinar si el efecto producido por los flavonoides de prueba es dependiente o independiente
de la presencia del endotelio vascular.
1
3) Realizar la caracterización farmacológica preliminar del flavonoide más potente con la finalidad
de proponer su posible mecanismo de acción.
MATERIAL Y MÉTODOS
Se emplearón ratas de ambos sexos (250-300 gr), las cuales fueron anestesiadas con una
sobredosis de pentobarbital y sacrificadas. Se removió la aorta toráxica y se colocó en una
solución fría de Krebs-Heinseleit
Se removió de la aorta el tejido adiposo y conectivo y se cortó en anillos de 4-5 mm. En algunos
casos el endotelio se removió. Posteriormente, los anillos de aorta fueron montados en cámaras
de incubación de 7 ml con solución Krebs-Heinseleit a 37ºC y burbujeo constante de una mezcla
de 95% O2/5% CO2. Las contracciones mecánicas se registraron isométricamente por medio de
transductores de fuerza Grass Modelo FT03 acoplados a un polígrafo Grass de 6 canales Modelo
7-8P.
El tejido se dejó equilibrar en estas condiciones y con una tensión de reposo de 2 gr por alrededor
de 90 min. Al cabo de este tiempo los segmentos de aorta se contrajeron con 1µM de fenilefrina.
La integridad del endotelio fue evaluada periódicamente en un segmento de aorta representativo,
mediante la determinación de la relajación inducida por 1 µM de acetilcolina (mayor a 60%).
Las sustancias de prueba se adicionaron a las cámaras 30 min después de haber agregado la
fenilefrina. Los cambios en la tensión isométrica se midieron por medio de transductores de
desplazamiento (FT03 Grass) y la información fue procesada por el programa PolyView (Grass).
Las respuestas relajantes se expresaron como el porcentaje de la contracción inicial alcanzada al
adicionar la fenilefrina (Feelisch et al., 1999).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La determinación del efecto de los flavonoides sobre el tono del músculo liso de la aorta indicó
que todos los flavanoides evaluados indujeron la relajación de los segmentos intactos de aorta
aislada de rata. La 4’,5,7-trihidroxi-flavanona y la quercetina produjeron su efecto relajante, de
manera independiente de endotelio, ya que no hubo diferencia en las curvas concentración
respuesta de estos flavonoides en presencia o en ausencia de endotelio (Figura 1 A, B). Por otro
lado, la hesperidina y la hesperetina indujeron su efecto relajante, de manera dependiente de
endotelio. La dependencia de endotelio del efecto de estos flavonoides se puede observar en las
Figuras 1 C y 1 D, en las cuales se presentan las curvas concentración respuesta de la hesperidina
y la hesperetina. En estas curvas se observa un decremento en la respuesta, en el caso de la
hesperidina, y un incremento de esta, en el caso de la hesperetina.
Estos resultados indicaron que el efecto relajante de la 4’,5,7-tritrihidroxiflavanona y la
quercetina es producido por la interacción de estos flavonoides con receptores o canales iónicos
en la célula muscular lisa. Por otra parte, la hesperidina y la hesperetina parecen desencadenar la
liberación de factores endoteliales relajantes, los cuales serían los responsables del efecto
relajante observado.
El flavonoide más potente fue la quercetina, como puede observarse en la Figura 1. Para
determinar si el efecto relajante producido por la quercetina involucraba la activación de la vía
NO/GMPc, se evaluó nuevamente el efecto de este flavonoide en presencia de ODQ, un inhibidor
específico de la GCs. El ODQ inhibió de manera significativa el efecto relajante del extracto
(Figura 2). El resultado de esta evaluación indicó que la quercetina produce la relajación de la
musculatura lisa arterial, principalmente mediante una activación de la vía NO/GMPc.
2
A
% de relajación sobre la contracción
inducida por 1 µM fenilefrina
B
QUERCETINA
100
4',5',7-trihidroxi-flavanona
100
Con endotelio
Sin endotelio
80
Con endotelio
Sin endotelio
80
60
60
40
40
20
20
0
-9
-8
-7
-6
-5
-4
0
-9
-3
% de relajación sobre la contracción
inducida por 1 µM fenilefrina
D
HESPERETINA
100
Con endotelio
Sin endotelio
60
40
40
20
20
-6
-4
-3
Con endotelio
Sin endotelio
60
-7
-5
HESPERIDINA
80
-8
-6
100
80
0
-9
-7
log concentración, M
log concentración, M
C
-8
-5
-4
log concentración, M
-3
0
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
log concentración, M
Figura 1 .Curvas concentración respuesta del efecto relajante dependiente (A, B) e independiente
(C, D) de endotelio de los cuatro flavonoides estudiados.
3
B
QUERCETINA
% de relajación sobre la contracción
inducida por 1 µM fenilefrina
100
80
60
Con endotelio
Sin endotelio
Con endotelio
+ ODQ
40
20
0
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
log concentración, M
Figura 2. Curvas concentración respuesta del efecto relajante de la quercetina en presencia y en
ausencia de ODQ.
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en este estudio indicaron que los flavonoides de origen vegetal 4’,5,7–
trihidroxi-flavanona, quercetina, hesperidina y hesperetina, inducen la relajación del músculo liso
arterial, mediante diferentes mecanismos. La respuesta producida por la quercetina y 4’,5,7–
trihidroxiflavanona fue independiente de endotelio, lo cual indicó que estos flavonoides ejercen
su efecto directamente induciendo la relajación en la célula muscular lisa. Incluso en el caso de la
quercetina, se determinó que su mecanismo de acción involucraba de manera importante la
activación de la vía NO/GMPc. Por otro lado, el efecto producido por la hesperidina y la
hesperetina fue dependiente de la presencia de las células endoteliales, lo cual sugiere que estos
flavonoides interactúan con receptores y canales iónicos en la célula endotelial resultando en la
liberación de factores endoteliales vasorelajantes.
BIBLIOGRAFÍA
Ajay, M., Gilani, A. U. y Mustafa, M. R. Effects of flavonoids on vascular smooth muscle of the
isolated rat thoracic aorta. Life Sci.74, 603-12. 2003.
Cordell, G.A. Biodiversity and drug discovery--a symbiotic relationship. Phytochemistry, 55,
463-480. 2000.
Harborne, J.B. y Williams, C.A. Advances in flavonoid research since 1992. Phytochemistry, 55,
481-504. 2000.
Lucas, K. A., Pitari, G. M., Kazerounian, S., Ruiz-Stewart, I., Park, J., Schulz, S., Chepenik, K.
P. y Waldman, S. A. Guanylyl cyclases and signaling by cyclic GMP. Pharmacol Rev, 52, 375414. 2000.
Moncada, S. y Higgs, E. A. Endogenous nitric oxide: physiology, pathology and clinical
relevance. Eur J Clin Invest, 21, 361-374. 1991.
Perez-Vizcaino, F., Ibarra, M., Cogolludo, A. L., Duarte, J., Zaragoza-Arnaez, F., Moreno, L.,
Lopez-Lopez, G. y Tamargo, J. Endothelium-independent vasodilator effects of the flavonoid
quercetin and its methylated metabolites in rat conductance and resistance arteries. J Pharmacol
Exp Ther, 302, 66-72. 2002.
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