Cátedra de Farmacodinamia y Elementos de Farmacodinamia Año 2020 TRABAJO PRÁCTICO N° 1 FARMACOLOGÍA DE LA HIPERTENSIÓN ARTERIAL Objetivos de la práctica • Aplicar los conocimientos teóricos adquiridos a la resolución de situaciones problemáticas planteadas. • Evaluar el efecto de agentes antihipertensivos mediante el uso de un programa de simulación: Rata Virtual. A-Programa de simulación: Rata Virtual Rata Virtual es un programa de simulación que tiene como objetivo analizar las acciones de las drogas sobre el corazón y el sistema cardiovascular en ratas normales y desmeduladas. Al desmedular al animal todas las conexiones nerviosas entre el cerebro y el sistema cardiovascular quedan sin efecto, de esta forma se podrán interpretar los resultados experimentales mediante la eliminación de los reflejos barorreceptores centrales. La simulación permite observar determinados parámetros como la presión arterial (ABP), la presión del ventrículo izquierdo (LVP), la presión venosa (VBP), la frecuencia cardíaca (HF) y la fuerza contráctil (HR) en un registrador gráfico simulado luego de aplicar diferentes drogas. Preparación del sistema cardiovascular en las ratas Se anestesia la rata y se procede a la ventilación artificial. Tres cánulas se insertan en el animal, dos de ellas en la arteria y vena femoral y la tercera en el ventrículo izquierdo del corazón. La cánula arterial se conecta a un transductor de presión para medir la presión sanguínea arterial. Las curvas de la presión sanguínea arterial (ABP) y la frecuencia cardíaca (HR), calculada a partir de ABP, se registran en el registrador gráfico. La cánula ventricular izquierda está conectada a un segundo transductor de presión y se utiliza para determinar la presión ventricular izquierda (LVP). Una medida de la fuerza contráctil del corazón (HR) deriva de la LVP. La cánula venosa está conectada a un tercer transductor de presión y se utiliza para medir la presión en sangre venosa (VBP). Los medicamentos también se pueden inyectar en el animal a través de la cánula venosa. Una barra especialmente diseñada puede destruir la médula espinal del animal suprimiendo todas las conexiones nerviosas en el cerebro y, por consiguiente, se desactivan de los reflejos centrales de presión sanguínea asociados con los barorreceptores arteriales en las carótidas. Receptores en el corazón El corazón tiene receptores colinérgicos muscarínicos (mAChR), adrenoceptores β 1 y receptores de adenosina. La estimulación de receptores muscarínicos provoca una reducción de la frecuencia cardíaca (HF) y del volumen sistólico (VS). La estimulación de Cátedra de Farmacodinamia y Elementos de Farmacodinamia Año 2020 receptores adrenérgicos produce un incremento de la HF y del VS. Por su parte, el bloqueo de los canales de calcio en el músculo cardíaco genera una reducción de la HR y del VS. Recordemos brevemente algunos fármacos estudiados en este tema: Las drogas α1- adrenérgicas aumentan la resistencia periférica en los vasos sanguíneos; los fármacos β2 adrenérgicos, los agentes que abren canales iónicos de potasio en el músculo liso y los compuestos que generan óxido nítrico causan vasodilatación. La angiotensina I se convierte en angiotensina II y causa vasoconstricción. Uso de la simulación (1) Seleccione New Rat en el menú Archivo para borrar la tabla. (2) Haga clic en el botón Inicio para iniciar el registrador gráfico. (3) Para inyectar un fármaco a la circulación del animal: a. Seleccione una droga en el menú de las medicinas convencionales. b. Seleccione la dosis requerida de la lista de dosis. c. Haga clic en el botón Inyectar medicamentos para añadir el fármaco. (4) Se pueden realizar mediciones cuantitativas del gráfico moviendo el cursor del mouse sobre la traza correspondiente y observando el valor de la lectura en la parte inferior de la pantalla. (5) Puede añadir tantas dosis y/ o medicamentos que sean necesarios. Cuando haya terminado la prueba, haga clic en el botón Detener para detener el gráfico. (6) Para imprimir una copia de las gráficas que aparecen en la pantalla, seleccione Imprimir en el menú Archivo. (7) Una vez que haya completado un experimento se puede guardar en un archivo de almacenamiento seleccionando Guardar en el menú Archivo. (8) Para salir del programa de simulación, seleccione Salir en el menú Archivo. Drogas utilizadas en el programa Epinefrina: agonistas α y β adrenérgicos (α = β) Norepinefrina: agonistas α y β adrenérgicos (α > β) Isoproterenol: agonistas β adrenérgicos Fenilefrina: agonistas α adrenérgicos Acetilcolina: agonistas colinérgicos Trinitrato de glicerilo: nitrovasodilator. Cromakalim: activador de los canales de potasio. Angiotensina II: vasoconstrictor Digoxina: inhibidor de la bomba Na +/ K+ Milrinona: inhibidor de la fosfodiesterasa Adenosina: agonista del receptor de adenosina Propanalol: bloqueante β adrenérgico ͘ Atenolol: antagonista β adrenérgicos Atropina: antagonista colinérgico muscarínico Fentolamina: bloqueante α adrenérgico Prazozina: antagonista α1 adrenérgico L-NOARG: inhibidor de la enzima óxido nítrico sintasa Cátedra de Farmacodinamia y Elementos de Farmacodinamia Año 2020 8-SPT (8-parasulphophenyltheophylline): antagonista del receptor de adenosina Captopril: inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina Verapamilo: bloqueante de los canales de calcio Losartan: antagonista de la angiotensina II Glibenclamida: bloqueante de los canales de potasio Actividades Propuestas: 1) Descargar el programa Virtual Rat a partir del siguiente link: http://e.informer.com/spider.science.strath.ac.uk/sipbs%2FshowPage.php%3Fpage%3Dso ftware_sims Hacer clic en el “Installation file” correspondiente a Virtual Rat y seguir los pasos indicados para la instalación del programa. A continuación, realizar la siguiente serie de experimentos, teniendo en cuenta que para cada uno de los experimentos debe usar una rata diferente seleccionando New Rat. a) Luego de iniciar el registro presionando Start inyecte a la rata 10 µg/kg de peso corporal de noradrenalina. Indique que ocurre con los parámetros de presión arterial, frecuencia cardíaca y fuerza de contracción con respecto a la normalidad. ¿Qué valores de presión arterial obtiene? *Tenga en cuenta que los valores normales de presión arterial en la rata no son iguales a los del humano. b) Realice el mismo procedimiento que en el apartado anterior. Seguidamente, inyecte 10 mg/kg de peso corporal de propranolol. Indique que ocurre con los parámetros ABP, HR y HF. ¿Qué valores de presión arterial logra obtener? c) Induzca hipertensión en el animal de la misma manera que en el apartado a) pero esta vez inyecte atenolol a una dosis de 10 mg/kg de peso corporal. ¿Qué valores de presión arterial obtiene? ¿Observa alguna diferencia con respecto al propranolol? Explique. d) Ahora, utilizando el mismo procedimiento para generar hipertensión al animal, pruebe el efecto de una inyección de prazosina (2 mg/kg de peso corporal). ¿Qué ocurre con ABP, HF y HR? Indique si observa alguna diferencia con respecto al efecto de los β - Bloqueantes ensayados anteriormente. Explique e) Inyecte 2 µg/kg de peso corporal de angiotensina II para provocar hipertensión e indique que valores de presión arterial obtiene como resultado. f) Provoque la hipertensión con la dosis indicada de angiotensina II y luego inyecte captopril a la dosis de 10 mg/kg de peso corporal. ¿Qué ocurre con los parámetros de ABP, HR y HF? Explique por qué ocurre lo que observa. g) En la rata hipertensa por angiotensina II ahora pruebe el efecto de una dosis de 10 mg/kg de losartán. ¿Qué sucede con los parámetros de ABP, HR y HF? Indique si observa diferencia con el efecto del fármaco anterior y a qué se debe esta diferencia. h) Por último, utilice la rata hipertensa por angiotensina II para probar el efecto de una inyección de verapamilo (1 mg/kg de peso corporal). Explique qué ocurre con los parámetros ABP, HF y HR. ¿Qué sucede si inyecta la dosis máxima que el Cátedra de Farmacodinamia y Elementos de Farmacodinamia Año 2020 programa le permite de este fármaco? Explique por qué considera que ocurre lo que acaba de observar. 2) El programa Rata Virtual tiene en el panel superior una solapa de drogas desconocidas (unknown), le proponemos que intente descubrir la identidad de la droga A. Para ello puede probar inyectando diferentes dosis de esa droga en una rata “normal” o en una con hipertensión causada por alguno de los agentes que usted conozca. También puede probar desmedulando la rata marcando la opción pithed rat o probar estimulando diferentes nervios simpáticos o parasimpáticos con la opción nerve stimulation en el panel superior. ¿Qué droga considera que es la droga A? Justifique su respuesta, puede adjuntar capturas de pantalla del programa, o valores de diferentes parámetros si lo considera necesario. B-Resolución de casos clínicos 1) Mencione un bloqueante de calcio lo más selectivo posible para c/u de las siguientes indicaciones: *hipertensión moderada a severa *hipertensión con angina de pecho *taquicardia supraventricular 2) Un paciente hipertenso leve de 45 años es medicado con 25mg de clortalidona. a) Su presión arterial (PA) disminuye de 95-160 mmHg en 3 días, pero luego de 15 días su PA se estabiliza en 90-150 mmHg. ¿A qué atribuye el cambio en los valores a corto y largo plazo? b) A los 5 meses de tratamiento se realiza un control de rutina, su P. art. se mantiene en 90-150 mmHg, pero se eleva su glucemia desde 120 a 200 mg/dl, su nivel de ácido úrico y su colesterol-LDL. Asimismo, presenta signos de palpitaciones esporádicas. ¿Cómo explica estos efectos? ¿Qué actitud cree usted que deberá tomar el médico? RESPUESTAS: A1a) Se observa un aumento de presión arterial, aumento de la frecuencia cardíaca y aumento en la fuerza de contractilidad despues de inyectar noradrenalina a la rata. El valor de presión arterial obtenido luego de la inyección de NA es 182,7 mmHg. b) Con la inyección de propanolol se observa la disminución de la presión arterial, de la frecuencia cardíaca y la fuerza de contracción. El valor obtenido de ABP es 142,75mmHg. c) Con la inyeccion de atenolol el valor de PA obtenido es 145,68 mmHg. La diferencia entre ambos fármacos es la cardioselectividad, el atenolol hace un bloqueo selectivo, porque actúa sobre receptores β1. El propanolol no es cardioselectivo actúa tambien en los receptores β2 que son vasodilatadores. d) con la inyección de prazozina disminuye la presión arterial, la frecuencia cardíaca y se observa un aumento en la fuerza de contracción (HR). La prazosina a diferencian de los dos fármacos anteriores es un bloqueante α1 adrenérgico puede generar hipotension, porque aumenta la resistencia periférica tambien, entonces para mantener estable la PA y FC debe aumentar la fuerza de contracción. e) El valor obtenido de presión arterial cuando se inyectó angiotensina II es 210,75 mmHg. f) Se observa una disminución en la presión arterial y en la frecuencia cardíaca. El captopril es inhibidor de la ECA por lo que inhibe la conversión de angiotensina II, esto es lo que provoca que disminuya la presión arterial porque aumenta la vasodilatación periférica. g) Se observa disminución de presión arterial, disminución de frecuencia cardiaca y aumento leve de HR. La diferencia entre el losartan y el captopril se debe a que actúan en distintas fases del Sistema renina-angiotensina. El losartan es antagonista de los receptores AT de la angiotensina II lo que provoca que no se sintetice aldosterona, esto produce la disminucion de gasto cardiaco. h) Al inyectar verapamilo (dosis: 1 mg/kg) disminuye la presión arterial, la frecuencia cardíaca y HR. Duplicando la dosis (2mg/kg) descienden aun mas ABP, HR y HF. Si le aplicamos la dosis máxima (100mg/kg) provocamos un paro cardíaco, el verapamilo es un fármaco bloqueante de canales de Ca+2 tipo L (bloquea la entrada de Ca+2 al miocito). Como el calcio es muy importante en la contracción muscular, a concentración elevada de estos fármacos se anula completamente el transporte de este ión, lo que va provocar que no haya contracción del músculo cardíaco. 2La droga A es la acetilcolina (Ach) porque disminuye la frecuencia cardíaca cuando se une al receptor M2, por lo tanto produce la disminución de la presión arterial. B1) Hipertensión moderada a severa: nifendipino. Hipertensión con angina de pecho: verapamilo. Taquicardia supraventricular: verapamilo. 2) a- A los 3 días de la administración de clortalidona se observa el descenso de la presión por aumento de natriuresis. A corto plazo el cambio en los valores es debido a la excreción de sodio y agua en la orina con la disminución del gasto cardíaco, pero a largo plazo se mantiene porque se reduce la resistencia vascular periférica. b- Estos efectos se deben principalmente a la acción renal de la clortalidona, debido a la baja concentración de renina que provoca entre que disminuya el aclaramiento y filtración de glucosa, ácido úrico y colesterol. El médico debería cambiar la clortalidona por otro fármaco, por ejemplo un ARAII (losartán) ya que no presenta esos efectos adversos o bien realizar alguna combinación de clortalidona con, por ejemplo, un diurético ahorrador de potasio. DROGA A
