Efecto de las ciclooxigenasas en la biodisponibilidad del óxido nítrico en la respuesta vascular al tromboxano a2 en un modelo murino de envejecimiento y menopausia

Resumen

El aumento de la esperanza de vida de la población ha favorecido el desarrollo de enfermedades asociadas al envejecimiento, entre ellas aquellas que afectan al sistema cardiovascular. Uno de los principales procesos que conducen al desarrollo de patologías cardiovasculares como la hipertensión o la aterosclerosis es la alteración de la función normal del endotelio. El endotelio juega un papel clave en el mantenimiento de la homeostasis vascular. Entre sus múltiples funciones se encuentra regular el tono vascular a través de la liberación sustancias vasoactivas. Entre ellas, destaca el óxido nítrico (NO) como la principal molécula vasodilatadora que favorece la relajación del músculo liso vascular. Otras moléculas vasoactivas derivan del metabolismo del ácido araquidónico a través de la ruta de la ciclooxigenasa (COX) 1 y 2, como la prostaciclina (PGI2) y el tromboxano A2 (TXA2) que generan vasodilatación y vasoconstricción, respectivamente. La disfunción endotelial asociada al envejecimiento se caracteriza por una mayor presencia de sustancias vasoconstrictoras, especialmente aquellas derivadas de las COX. Además, el aumento de la contracción vascular está favorecido por una menor biodisponibilidad de NO, debido a alteraciones en su síntesis y/o a su inactivación por un aumento de moléculas oxidativas, como el anión superóxido (O2-). A nivel vascular, existen diferentes fuentes de O2-, entre las que destaca la NAPDH oxidasa. Las COX también han sido descritas como una fuente importante de O2- vascular, especialmente en hipertensión. El hecho de que las mujeres muestren un incremento del riesgo cardiovascular después de la menopausia, se ha relacionado con un posible papel protector de los estrógenos sobre la función vascular mediante una mayor liberación de sustancias vasodilatadoras de origen endotelial como la PGI2 y el NO. Esta hipótesis se puso en entredicho con la aparición de resultados contradictorios de estudios observacionales en mujeres postmenopáusicas, entre ellos el estudio WHI (Women Health Initiative) y el HERS (Heart and Estrogen/progestin Replacement Study), en los que el tratamiento con estrógenos no disminuía la incidencia de patologías cardiovasculares. Recientemente, un nuevo análisis de los resultados de estos estudios junto al desarrollo de otros como el estudio KEEPS (Kronos Early Estrogen Prevention Study) y ELITE (Early versus Late Intervention Trial with Estradiol) han proporcionado una perspectiva más positiva en cuanto al uso de estrógenos como terapia sustitutiva y su beneficio cardiovascular. Estos resultados han confirmado la importancia del momento en el que se inicia la terapia hormonal sustitutiva después de la menopausia para mantener sus efectos beneficiosos a nivel cardiovascular, dando lugar a la hipótesis temporal. Tanto el envejecimiento como la pérdida de los estrógenos que ocurre en la menopausia están asociados a una menor biodisponibilidad del NO, a un aumento de los niveles de O2- vascular y a un incremento de sustancias contráctiles, entre ellas el TXA2. Pero queda por determinar si los efectos deletéreos vasculares inducidos por el TXA2 durante el envejecimiento están mediados por un aumento en la producción de O2- y una disminución en la biodisponibilidad de NO y si están modulados por estrógenos. Para ello, en este estudio se ha validado un modelo de envejecimiento vascular en ratonas con senescencia acelerada (SAM), con ratonas de la cepa SAMP8 que presentan predisposición a la senescencia acelerada y ratonas SAMR1, que presentan resistencia al desarrollo de una senescencia acelerada y que muestran un envejecimiento biológico normal y serán utilizadas como controles. Se ha realizado el estudio de longevidad, así como el seguimiento de la presión arterial y la determinación de características morfológicas y bioquímicas. Además, se ha estudiado la respuesta vascular en aorta al KCl (5-120 mM), al U46619 (10-9 - 3x10-5 M) y a la acetilcolina (10-9 - 10-5 M) a los 3, 6 y 10 meses de edad en ambas cepas, observándose una disfunción endotelial que aparece antes en las ratonas SAMP8 que en las ratonas SAMR1. Los resultados confirmaron que las ratonas SAM son un buen modelo para el estudio del envejecimiento vascular. Para el estudio del envejecimiento vascular y la falta de estrógenos, ambas características de la menopausia, se llevó a cabo la ovariectomía (Ovx) en ratonas SAMR1 y SAMP8 de 5 meses de edad, y se analizó el papel de los estrógenos mediante el tratamiento durante 28 días con 17ß-estradiol de ratonas SAM ovariectomizadas (OvE). Ratonas Sham control fueron también utilizadas en el estudio. Se realizaron estudios bioquímicos y morfológicos que validaron la eficacia de la cirugía. También se realizaron curvas concentración-respuesta al KCl, al U46619 y a la acetilcolina en anillos aórticos de ratonas Sham, Ovx y OvE de ambas cepas de ratonas. En ratonas senescentes SAMP8, se observó que la ovariectomía disminuyó la biodisponibilidad de NO en ambas cepas de ratonas, efecto que se restablecía con el tratamiento con 17ß-estradiol. El tratamiento con indometacina reveló el mecanismo por el cual el envejecimiento y la falta de estrógenos modificaban la respuesta contráctil en respuesta al U46619 a través de la modulación de prostanoides contráctiles y la generación de O2- dependientes de la COX. La participación de las isoformas de la COX se determinó mediante el uso de un inhibidor específico de la COX-1 (SC560, 10-7 M) y de un inhibidor específico de la COX-2 (celecoxib, 10-5 M). Los resultados indican la implicación de la COX-1 en la disminución de la biodisponibilidad del NO y el incremento de O2- en ausencia de estrógenos en ambas cepas. La COX-2 participa en la contracción al TXA2 a través de la producción de sustancias vasoconstrictoras, que se encuentran aumentadas en SAMP8 y potenciadas con la falta de estrógenos. Además, la ovariectomía induce la producción de O2- derivado de COX-2 en ratonas SAMR1 y SAMP8. En conjunto, los resultados muestran una mayor participación del TXA2 en la disminución de la biodisponibilidad de NO endotelial con el envejecimiento que se potencia por la falta de estrógenos y señalan a los receptores del TXA2 como una posible diana terapéutica para la mejora de la función vascular en mujeres postmenopáusicas.