Disfuncion endotelial.moni

DISFUNCION ENDOTELIAL

MONSERRAT ORTEGA LARA

Endotelio vascular

Ocupa un área equivalente a 6 canchas de tenis (adulto 70 Kg.)

Peso total ≈ 3.5 Kg.

Masa celular compuesta por ≈ 1 trillón de celulas endoteliales

Su importancia no esta condicionada por factores

cuantitativos sino cualitativos

Permeabilidad Migración células

mononucleares y PMNSuperficie antitrombótica

profibrinolítica

Adhesión células

mononucleares

y PMN

Control crecimiento y

migración CML

Inhibición de la

agregación plaquetaria

Control

vasomotor

Funciones del endotelio vascular

Producción y liberación

de sustancias vasoactivas

Transducción de

fuerzas mecánicas

Surgimiento del término disfunción endotelial

Comienzos de los 70 Finales de los 70

Aceleración del proceso aterosclerótico

por remoción de la capa endotelial

Endotelio morfológicamente intacto

en zonas de lesiones

“Disfunción Endotelial”

Primer cambio fenotípico sistémico del endotelio vascular sometido a factores

de riesgo aterotrombóticos.

?

¿Que se define por disfunción endotelial ?

Disfunción Endotelial: Primer cambio fenotípico de la vasculatura

expuesta a factores de riesgo aterotrombóticos (●)

Sentido Estrecho (*)

Marcada disminución en la

síntesis/biodisponibilidad de

NO .

Sentido Amplio

Se adiciona un estado de

activación del endotelio

Factores de riesgo y consecuencias de la disfunción

endotelial

Factores de riesgo tradicional

Disfunción endotelial

Lesión y remodelado Inflamación Vasoconstricción Trombosis

vascular

Bases moleculares y mecanismos involucrados

en el origen de la disfunción endotelial.

Disfunción endotelial y Biología vascular.

Un vínculo indisoluble

Papel paracrino y endocrino del endotelio (ECA, PGI, NO, endotelinas etc)

Anormalidades vasomotoras (vasoespasmo coronario por angiografía, vasoconstricción paradójica a ACh (*)

Inflamación, aterosclerosis (Intensa acumulación de células mononucleares en sitios de lesión, VCAM-1 como molécula prototipo contraligando VL-4)

Oxidación y regulación vascular (Oxidación de LDL, producción de EROs asociada con respuestas inflamatorias en los vasos , Inactivación del NO por ROS, estatus redox intracelular y activación de NFkB. Papel protagónico de mecanismos basados en cambios redox).

Fisiología y Biología molecular y celular de Angiotensina II; (SAVE y SOLVD (IECA); Ang II inductor de estrés oxidativo y marcada actividad proinflamatoria).

Estrés oxidativo. Un denominador común

Estrés oxidativo

hipertensión dislipidemia diabetes hábito de fumar

EROs↓NO

. ↑ONOO-

Endotelio disfuncional

O2

-

H2O

2

.OH

p47

p40

Fuentes de EROs en la vasculatura

p22

p67

Rac

NOX-4

NADPH oxidasa

O2

-O

2

•Xantina oxidasa

•Respiración mitocondrial

•Ciclooxigenasa

•Lipooxigenasa

•Citocromo P450

•NOS III disfuncional

•Ang II, ET-1, Trombina

•IL-1, TNF-α

•PDGF, IGF, EGF

•Ocupación de LOX-1

•Fuerza de distensión parietal

gp91 phox

Citoesqueleto.

anti-gp91phox anti-tubulina

Interacción de EROs con sistemas de señalización y

consecuencias en la vasculatura

Ca 2++

intracelular

Factores Trasncripción

NFkB, AP-1,

STAT

MAP Cinasas

JNK, p38MAPK

ERK1/2

↑EROs

Tirosina

cinasas

Tirosina

fosfatasasÓxido

nítrico

+ + + - + -

Control Expresión Crecimiento celular/apoptosis Control

vasomotor genes pro- vasomotor

Permeabilidad inflamatorios

Vascular

Oxido nítrico (NO .): Un mediador clave en la

funcionalidad vascular

Anti-inflamatoria

Anti-apoptosis Pro-fibrinolítica

Anti-plaquetaria

Proliferación y

migración CML

NO.

-Nitrosilación ODC

-↓Ciclina/cinasa dependiente de ciclina

Regulación NFkB

-Nitrosilación de IKKβ

-Resíntesis de IkB

-Inhibición caspasas 3 y 9

-desestabilización ARNm MKP-3 (impide degradación Bcl-2)

-↑ GMPc

-↓Ca+2

-↓P-selectina

-Conformación GPIIa/IIIb

-↓expresion PAI-1

-↓TF

Algunas características y estructura de dominios de la

NOS III

-Miristilación (glicina 2)

-Palmitilación (cisteína 15 y 26)

COOHNH2

Aci

laci

ón

Arg

Zn

BH

4

Hem

o

CaM

FM

N

FA

D

NA

DP

H

Oxigenasa Reductasa

Flujo de electrones

-Serina 1177 (Akt , regulación positiva)

-Treonina 495 (PKC, regulación negativa)

-Serina 114, (ERK1/2 ?)

-Serina 633 (PKA, PKG, ↑ accesibilidad CaM.

•Enzima responsable de la formación de NO en el endotelio vascular

1203 aa, PM 133 kDa

•Región promotora con secuencias de unión a diversos FT.

•Muy compleja regulación post-transcripcional

•Formación de complejo multimolecular (NOSosoma)

La caveola… el compartimento celular

perfecto.

VEGF

Ca+2

Cav-1

proteína G

NOS III

caveola

citoesqueleto

Fuerzas de fricción tangencial

Membrana

plasmática

CAT-1

Acetilcolina,

Bradikinina

Serotonina

Sistema de reciclaje

citrulina/arginina

Visión panorámica de la activación de

NOS III

?

PI3KPLC-γ

AC

PKC

CaM

AktCaMK

PKA

oxigenasa CaM reductasa

G2 C15 C26

NOS III

CHIP

Hsp90

Hsp70

NOSTRIN NOSIP NOS III

Hsp90

L-arginina

NO.

β γα

i

β γα

s

PtdIns(4,5)P2InsP3

DAG

Ca 2+

ATP

AMPc

S1177S635

S617

T497

Cav-1

LAI

CaM

S116 ?

VEGF-R Estrógeno-R Esfingosina-1-P Bradicinina Fuerza de fricción

tangencial

citoesqueleto

Cav-1

GC Signaloma

“NOSosoma”

inactiva activa

Disminución en la biodisponibilidad de NO .

Principales mecanismos

Cambios en la expresión

/estructura

Disminución en la

síntesis/actividad

Cambios en la biodisponibilidad

Desestabilización del ARNm

Disminución transcripción

Polimorfismo gen NOS III

Interacción del NO.con O

2

-

Inhibidores endógenos

Disponibilidad de sustrato//cofactores

Interacción de NO.con EROs

NO. O2

-

ONOO-

6.7 x 109

M-1

s-1 CuZn SOD

Mn SOD

ecSOD

NOS III

≈ 2 x 109

M-1 s -1

“Desacoplamiento de NOS III”

NADPH oxidasasH2O

2

Inhibidores endógenos: Origen y relevancia

fisiológica de argininas metiladas

-Dimetilarginina asimétrica (ADMA) (JBC 245, 1970)

-ADMA, inhibidor competitivo de NOS III, antagoniza vasodilatación

dependiente de endotelio (Lancet 339; 1992)

Proteínas

Proteínas portando ADMA y monometilarginina (NMA)

hidrólisis

ADMA y NMA libres

Dimetilarginina dimetilaminohidrolasa II (DDAH)

Citrulina + metilaminas

Excreción renal

Baja disponibilidad de sustrato

La “paradoja” de la L-arginina.

Aparente discrepancia entre las diferencias reportadas para

la concentración intracelular de L-arginina (1-2 mM)

y la Km de la NOS III (2.9 µM)

Teóricamente: NO se puede incrementar la síntesis de NO por L-arginina exógena

Experimentalmente: SI se puede incrementar la síntesis de NO L-arginina exógena

CAT-1

BH4. La clave en el control de la divergencia

funcional de la NOS III: NO.ó O

2

-

BH4

Estabilización unión

L-arginina

Transferencia de e- desde

dominio reductasa

Mantenimiento forma

redox activa grupo Hemo

Formación de

homodímero estable

BH4

BH4 exógena

Hipercolesterolemia

hiperglicemia

hipertensión

inflamación

L-arginina

NO.

O2

-

ONOO-

NOS III

_+

Oxidación

BH4

“Desacoplamiento”

NOS III

Disminución de la trascripción/ Desestabilización

ARNm NOS III

ARNm NOS III3’ UTR

3’ UTRARNm NOS III

Degradación

Proteína NOS III

PIDE

PIDE: Proteína Inductora de Disfuncionalidad Endotelial (50 -60 kDa)

Disminución actividad transcripcional (Evento raro)

Disminución t1/2 ARNm (El mecanismo común)

Proteína NOS III

?

Polimorfismo en el gen NOS III.

Polimorfismo Consecuencia

1.- Exón 7….. G984 →T Glu298 → Asp ↑susceptibilidad

degradación

2.- Región 5’ flanquenate …. T786→C ↓síntesis NO

3.- Intrón 4….. 4-5 repeticiones en tandem de 27 bp ↓síntesis NO

Asociación con espasmos coronarios, IM, hipertensión

Factores de Riesgo de Disfunción

Endotelial.

Factores de Riesgo de Disfunción Endotelial.

Contribución etiopatogénica

dislipidemia

Infección/

inflamación

Déficit

estrogénicoHiperglicemia

Tabaquismo

HTA

Hiper-

homocisteinemia

DE

Hiperhomocisteinemia

Homocisteína es un aminoácido sulfurado que se forma durante el metabolismo de metionina. El aumento de homocisteínaplasmática se observa frecuentemente en ancianos, individuos con déficit de ácido fólico, cianocobalamina (vitamina B12) o piridoxal fosfato (vitamina B6), y en varias anormalidades enzimáticas.

En los últimos años se ha establecido que elevaciones de homocisteína plasmática

producen un importante aumento del riesgo

cardiovascular

Hipermocisteinemia y DE

HOMOCISTEINA ↓ NO.

↑NFkB

↓niveles de Cav-1

↓ expresion ecSOD

↑ VCAM

↑ Factor Tisular

Auto oxidación O2

-

Dislipidemia y DE

LOX-1

oxLDL

NADPH

oxidasa ↑O2

_

NO.

NFkB

• ↑ET-1

• ↑PDGF

• ↑M CP-1

• ↑ IL-8

• ↑VCAM-1

• ↑ICAM-1

• ↓Trombomodulina

NOS III

oxLDL

SR-B1

src

PI3K

NOS III

Akt

HDL

Treo 497

P

NOS III

desacoplada

Infección/inflamación y DE

Infección /inflamación Enfermedad cardiovascular

Disfunción endotelial

C. pneumoniae

H. pylori

Enfermedad periodontal

TNF-α

PCR↓estabilidad ARNm NOS III

↓ biodisponibilidad NO.

Disfunción endotelial

Déficit estrogénico y DE

Estrógeno Ateroprotección

-Complejo de acción rápida Receptor α-NOS III -Control de EROs

Gαi

NOS III

Akt

MAPK

P+

ER-α

E2

Ca 2++

+Hsp 90

+

↓expresión

NADPH oxidasa

↑ expresión de

Mn SOD y ecSOD

NO.EROs

Hiperglicemia y DE

Hiperglicemia

↑PKC ↑PAGs ↑via aldosa reductasa ↑ via hexosamina

↑expresión y actividad NADPH oxidasa

↑oxidación de BH4

↓ estabilidad ARNm NOS III

↓ fosforilacion de NOS III

EROsNO

.

Tabaquismo y DE

Tabaquismo (humo de cigarrillos)

↓actividad

MnSOD

↑expresión

ET-1

↓ niveles

prostaciclina

↑producción

EROS

↓actividad

NOS III

Endotelio Disfuncional

Hipertensión y DE

Hipertensión

↑ Ang II↑ NADPH oxidasa.

↑xantina oxidasa.

Polimorfismo -930

A/G p22(phox).

Activación sistema

renina-angiotensina↓Biodisponibilidad NO

.Incremento de EROs

Oxidación de BH4

Desacoplamiento NOS III

Polimorfismo NOS IIIEROs

NO.

Tabla 1. Condiciones asociadas a disfunción endotelial e intervenciones que han demostrado

mejorar la función endotelial (modificado por referencia 9)

Condiciones asociadas a disfunción endotelial Intervenciones que mejoran la función endotelial

Edad avanzada Antioxidantes

Historia familiar de enfermedad cardiovascular Antagonistas del calcio

Sexo masculino Disminución del colesterol

Alimentación de alto contenido graso Disminución de la homocisteína

Colesterol elevado Embarazo fisiológico

Diabetes mellitus Ejercicio físico

Hipertensión arterial Estrógenos

Homocisteína elevada Inhibidores de enzima convertidora de angiotensina

Obesidad L-arginina

Tabaquismo Suspensión del hábito de fumar

Deficiencia de estrógenos.

NO SE DUERMAN AMIGOS ! !!

DIAGNÓSTICO DE DISFUNCIÓN ENDOTELIAL

La disfunción endotelial puede ser evaluada clínicamente a través de mediciones de vasodilatación dependiente de endotelio, y también por marcadores plasmáticos como endotelina 1, factor von Willebrand, trombomodulina y moléculas de adhesión de monocitos

Hasta ahora la evaluación más eficaz de la función endotelial se logra a través de la respuesta vasodilatadora a un estímulo farmacológico o mecánico.

Hasta ahora la evaluación más eficaz de la función endotelial se logra a través de la respuesta vasodilatadora a un estímulo farmacológico o mecánico.

Entre los factores identificados como estimuladores de la función del endotelio se encuentran acetilcolina, sustancia P, serotonina, bradicinina y trombina, que actúan en relación a receptores de membrana adosados a sistemas de transducción de proteínas G. También el roce provocado por un aumento del flujo sanguíneo constituye un estímulo mecánico de la vasodilatación a través de liberación de óxido nítrico

El cambio en el diámetro del vaso se usa como un índice de función en vasos de conductancia, mientras que cambios en el flujo se utilizan como índice en vasos de resistencia. Las mediciones clínicas más comúnmente utilizadas incluyen:

1. Coronariografía

2. Pletismografía venosa del brazo.

3. Ultrasonografía de arteria braquial.

1. Coronariografía: para medir cambios cuantitativos en el diámetro de las arterias coronarias en respuesta a dosis variables de acetilcolina.

2. Pletismografía venosa del brazo: para evaluar aumento del flujo sanguíneo después de varias concentraciones de acetilcolina.

3. Ultrasonografía de arteria braquial: Se utiliza un método no invasivo de evaluación por medio de ultrasonografíade alta resolucion.

El examen se realiza en ayunas, evitando ingesta de comidas grasas en la noche anterior y fumar en las horas previas al examen..

Las mediciones se realizan en una habitación con temperatura controlada a 22°C, con el sujeto en reposo, entre las 8:00 y las 10:00 AM.

El brazo no dominante del sujeto permanece extendido e inmovilizado para permitir acceso a la arteria braquial con el transductor.

Las mediciones del diámetro arterial se obtienen a partir del análisis del registro digital de la imagen.

Durante cada etapa del procedimiento se registra el pulso y presión arterial del sujeto.

TRATAMIENTO

Rojas y cols, Curr. Vasc. Pharmacol., 2006

EROS y disfuncionalidad endotelial

Biodisponibilidad de NO y mantenimiento de la

homeostasis vascular

Factores causales Intervención terapéutica

Inhibidores endógenos Administración de L-Arg y BH4

↓Niveles de L-Arg y BH4 Antioxidantes

Eliminación de NO Estatinas

↓Expresión de NOS III Fármacos cardiovasculares

Terapia génica

Biodisponibilidad Biodisponibilidad

Reducida Mejorada

Enfermedades vasculares Recuperación vascular

Estrategias terapéuticas. Una aproximación

multifactorial

Antagonistas

Receptor AT2

Inhibidores

ECA

Estatinas

Miméticos

SOD

Ejercicio

físico

Antioxidantes

↑NO./↓O

2

-

Antioxidantes

Antioxidantes

estructuralmente

no relacionados

Vitamina C Probucol SOD glutatión

Aumento de la vasorelajación dependiente de endotelio

Estatinas: Mucho mas que inhibidores de la HMG-

CoA reductasa

↑ NOS III

↑diferenciación

CE circulantes

↑actv. enz

Tioredoxina↓NADPH

oxidasa

↓Receptor ET-1

CML (ETA)

↓preproET-1

ARNm

↑GTP

Ciclohidrolasa

I ARNm

↑Akt

ESTATINAS

Inhibidores de ECA y biodisponibilidad del NO .

La efectividad de un mecanismo dual.

Inhibición ECA

↓ Angiotensina II ↑ Bradicinina

↑ síntesis de NO↓ síntesis de O2

-

↑ biodisponibilidad NO.

Antagonistas del receptor AT1

AT1

AT2

Ang II

Vasoconstricción

Activación NADPH oxidasa

Actividad promotora de

crecimiento

Vasorelajación

Activación NOS III

Liberación BK endógena

Modulador del crecimiento

Endotelio disfuncional Endotelio funcional

Miméticos de SOD. Una opción emergente

SOD

antigenicidad proteólisis inestabilidad

Aumento de la biodisponibilidad de NO in vivo e in vitro

Complejos macrocíclicos de Mn (II)

Ejercicio físico regular. Aktivemos nuestra NOS III

Ejercicio físico regular

↑ flujo sanguíneo

↑Akt↑fosforliación

NOS III

(Ser 1177)

NO.

NO.

NO.

↑Fuerza de fricción tangencial

célula endotelial

↑expresión SODec; CuZn SOD

CML

Conclusiones

Disfunción endotelial: -Primer cambio fenotípico sistémico del endotelio

vascular sometido a factores de riesgo

aterotrombóticos.

Entidad compleja: -Alta variabilidad de factores etiopatogénicos

Principal característica: -Incremento de estrés oxidativo y la consecuente

disminución de la biodisponibilidad de NO.

Biodisponibilidad NO: - Inactivación de NO, disminución en la actividad

NOS III, cambios en la expresión y estructura.

Reversibilidad: - Alta potencialidad de intervención terapéutica

Valor pronóstico: -”Barómetro de riesgo cardiovascular”. Elemento

predictor independiente de eventos cardio- y

cerebro-vasculares.

Eso es todo amigo ! ! ! ! !! ………………………. GRACIAS ! ! !

JURV16@HOTMAIL.COM