Efecto de la hipoxia moderada en la adaptación pulmonar, estado oxidativo y respuesta inflamatoria en ratones nacidos en hipoxia con transición a aire ambiente y/o sometidos a 100% de oxígeno extraútero

Abstract

El oxígeno, necesario para la vida y los procesos metabólicos del organismo, puede causar daño celular y tisular por el incremento de especies reactivas del oxígeno, llegando a producir un estrés oxidativo. De hecho, la propia transición fetal neonatal (TFN) supone un estrés oxidativo fisiológico para el feto que pasa de un ambiente de relativa hipoxemia, de 3,5-4,4 kPa, a 10.5 kPa en el momento del nacimiento, en pocos minutos. Pero este estrés oxidativo, en condiciones normales, es necesario para el desarrollo y funcionamiento del organismo. Es en otras situaciones como el nacimiento prematuro, en el que el sistema antioxidante no está completamente maduro, cuando se produce un desequilibrio y puede tener un efecto perjudicial. Además, en estos casos, es más probable que el recién nacido necesite un aporte suplementario de oxígeno para alcanzar la adaptación postnatal. Sabemos que la suplementación con altas concentraciones de oxígeno provoca un estrés oxidativo que puede dar lugar posteriormente a patologías que son muy frecuentes en el prematuro, habiéndose acuñado el término de ¿Enfermedad por radicales de oxígeno en el recién nacido¿, que incluye entre otras el síndrome de distrés respiratorio y la displasia broncopulmonar, la cual sigue siendo la morbilidad más frecuente en el prematuro que sobrevive. Existen estudios en los cuales el uso de una hipoxia precondicionante minimiza el daño posterior producido por estrés oxidativo, favoreciendo un estado celular más reductor y por tanto más preparado para afrontar un desequilibrio posterior. Se ha visto que protege, por ejemplo, frente a una hipoxia aguda mejorando la función pulmonar en ratones, atenúa el daño pulmonar secundario a intervenciones quirúrgicas o mejora la capacidad de reparación de las células del estroma mesenquimal del pulmón. El objetivo principal de este trabajo es evaluar el efecto protector a nivel pulmonar de un nacimiento en condiciones de hipoxia precondicionante frente a un insulto hiperóxico posterior con 100% de oxígeno utilizando crías de ratón recién nacidas. Para ello se utilizó un modelo experimental de TFN con ratones gestantes en una cámara de oxigenación controlada y se dividieron en 3 grupos de estudio: el grupo control, Nx21/21, en el cual se produjo el nacimiento en aire ambiente (FiO2=0.21) y las crías se dejaron en esa concentración de oxígeno hasta su sacrificio a día 1 (P1) y 7 (P7); el grupo experimental Nx21/100, en el cual el nacimiento se produce en aire ambiente y a las 8 horas del nacimiento las crías fueron sometidas a un insulto hiperóxico (FiO2=1.0) durante 1 hora y fueron sacrificadas a día P1 y P7; y por último el grupo experimental Hx14/100, en el que el nacimiento se produce bajo condiciones hipóxicas (FiO2=0.14) y posteriormente se someten las crías a un insulto hiperóxico (1 hora, FiO2=1,0) para su posterior sacrificio a día P1 y P7. En el pulmón se evaluó el estrés oxidativo a través de la vía de la transulfuración y de los biomarcadores de daño a proteínas y lípidos en tejido pulmonar, así como el estado de la defensa antioxidante, inflamación y por último histología y niveles de apoptosis en pulmones de crías de ratón. Los resultados mostraron un aumento de la síntesis de GSH a través de la activación de la vía de la transulfuración por el aumento de la Cbs en el grupo nacido bajo condiciones hipóxicas. Además, este mismo grupo mostró una disminución de biomarcadores de daño proteico (m-Tyr/Phe, 3Cl-Tyr/p-Tyr y 3-Tyr/p-Tyr) y de biomarcadores de daño a lípidos (PGE2, PGF2¿, 8-iso-PGE2, 8-iso-PGF2 8-iso-15-KetoPGE2, 8-iso-15-KetoPGF2, isoprostanos totales e isofuranos totales). Respecto a la defensa antioxidante, la hipoxia precondicionante aumenta la expresión génica de la catalasa y se obtienen niveles bajos de peróxidos. En el grupo nacido en condiciones de hipoxia precondicionante no sólo observamos una mejora a nivel de estrés oxidativo, sino también a nivel inflamatorio ya que se obtiene la disminución de la expresión génica de TNF-¿ e interleucina 1-ß (IL-1ß) y un aumento de la expresión génica de la citoquina antiinflamatoria IL-6. Por último, se analizó la histología de cortes de pulmón mediante parámetros morfométricos como el grosor de los septos alveolares y el MLI, y el estudio de muerte celular a través del análisis de la caspasa-3 observando en general que el nacimiento en condiciones de hipoxia precondicionante conservaba la estructura de los alveolos y producía una menor muerte celular frente el nacimiento en aire ambiente con posterior hiperoxia. Por tanto, podemos concluir que el nacimiento en condiciones de hipoxia precondicionante, podría proteger frente a un insulto hiperóxico posterior, causando un menor estrés oxidativo, menor inflamación y un menor daño tisular pulmonar. Estos resultados podrían abrir la puerta a nuevos estudios sobre la hipoxia precondicionante y su aplicación a nivel clínico, dada la importancia de mejorar la morbilidad respiratoria de los recién nacidos prematuros.