Papel del estrés oxidativo en la insuficiencia cardíaca

Papel del estrés oxidativo en la insuficiencia cardíaca

Autor: Michael M Givertz, MDSection editor: Wilson S Colucci, Mdvice editor: Susan B Yeon, MD, JD, FACC

Divulgaciones de colaboradores

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Bibliografía revisión actual a través de: mar 2019. | Este tema se actualizó por última vez: Jul 30, 2015.

Introducción

Los subproductos oxidantes, como el anión de superóxido (O2-) y el peróxido de hidrógeno, se producen en el cuerpo como consecuencia del metabolismo aeróbico normal. Estas moléculas son altamente reactivos con otras moléculas biológicas, y se denominan especies reactivas de oxígeno (ROS) [1]. En condiciones fisiológicas normales, la producción de radicales libres de oxígeno y peróxidos está equilibrada por un sistema eficiente de antioxidantes, que son moléculas capaces de "barrido" ROS, evitando así el daño oxidativo [2]. Los antioxidantes naturales son de varios tipos.

● A nivel celular, los antioxidantes enzimáticos, como la superóxido dismutasa y la catalasa, desempeñan un papel importante en la conversión de ROS en oxígeno y agua.

● Varios antioxidantes no enzimáticos también son importantes en el barrido de los radicales libres. En este grupo se incluyen los antioxidantes liposolubles alfa tocoferol (vitamina E) y betacaroteno, y los antioxidantes solubles en agua ácido ascórbico (vitamina C) y glutatión. (Ver "antioxidantes nutricionales en enfermedad cardiovascular aterosclerótica".)

En los estados patológicos, los radicales libres pueden estar presentes en el exceso relativo. Este cambio de la balanza a favor de la oxidación, llamado "estrés oxidativo," puede tener efectos perjudiciales en la función celular y tejido, contribuyendo a la patogénesis de una amplia variedad de Estados de enfermedad, incluyendo HF, aterosclerosis, y el cáncer, y a la proceso normal de envejecimiento [3, 4]. Este tema discutirá el papel del estrés oxidativo en HF [5, 6].

PAPEL DEL ESTRÉS OXIDATIVO EN LA INSUFICIENCIA MIOCÁRDICA

Una serie de observaciones experimentales han planteado la posibilidad de que el estrés oxidativo puede desempeñar un papel en el desarrollo de la insuficiencia miocárdica.

● El estiramiento mecánico de un músculo papilar de rata puede inducir la apoptosis de los miocitos y la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) [7].

● Peroxynitrite, el producto de óxido nítrico y anión superóxido, puede causar lesiones de miocitos y la muerte [8, 9]. Esta lesión puede ser revertida por el superóxido de radicales libres dismutasa (SOD) [8].

● Isoprostanes, que son compuestos bioactivos de prostaglandina-como que están formados por la peroxidación catalizada por radicales libres de ácido araquidónico, son vasoconstrictores potentes. En el corazón aislado del cerdo, los inhibidores de la ciclooxigenasa aumentan la cantidad de isoprostanos y exacerban la pérdida de la función cardíaca debida a una lesión por isquemia-reperfusión [10].

● El anión superóxido (O2-) reduce la fuerza de contracción activada por el calcio en trabéculos de rata de piel [11].

● ROS puede agotar el miocardio de antioxidantes [12] y puede contribuir a lesiones de miocitos resultantes de la isquemia-reperfusión [13] y de la cardiotoxicidad antraciclina [14], y en la transición de la hipertrofia a la insuficiencia cardíaca (HF) [15]. (Ver "manifestaciones clínicas, monitorización y diagnóstico de cardiotoxicidad inducida por antraciclinas" y "prevención y gestión de la cardiotoxicidad antraciclina".)

Estos hallazgos experimentales sugieren que los radicales libres derivados del oxígeno pueden ejercer efectos tóxicos directos sobre la estructura y función del miocardio y que los carroñeros de radicales libres (por ejemplo,, antioxidantes) pueden revertir estos efectos. Otros estudios experimentales han evaluado el efecto de ROS en la insuficiencia cardíaca, mientras que los datos en los seres humanos son más limitados.

Estudios en animales sobre el estrés oxidativo y la insuficiencia cardíaca — una serie de observaciones apoyan la hipótesis de que el estrés oxidativo contribuye al desarrollo de la IC. Tanto el aumento del estrés oxidativo como la menor disponibilidad de factores protectores pueden desempeñar un papel [16-19]. Con respecto a este último, las reducciones en la actividad del césped, la catalasa y el glutatión se han asociado a un miocardium anómalo [16, 17]. También hay una preregulación de la expresión génica catalasa, posiblemente como una respuesta cardioprotectora adaptativa a la condición fisiopatológica crónica [20].

El déficit antioxidante y el aumento del estrés oxidativo (según se estima a partir de la peroxidación lipídica miocárdica) en HF debido al infarto de miocardio ocurren primero en el ventrículo izquierdo y luego en el ventrículo derecho; Estos cambios se correlacionan con la función ventricular [17]. La reducción de la carga posterior con un inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina en este entorno se asocia con una mejoría en la actividad antioxidante y una disminución de la peroxidación lipídica [19].

Más apoyo a la importancia de los factores protectores es la observación de que ratones transgénicos que carecen de SOD mitocondrial mueren tempranamente en la vida de la miocardiopatía dilatada [18]. En contraste, los ratones que sobreexpresan la glutatión peroxidasa (que protege contra el estrés oxidativo) tienen menos dilatación y disfunción ventricular izquierda y mayor supervivencia después de la ligadura coronaria en comparación con los controles [21]. Otro estudio en ratones transgénicos demostró que la inducción de hemo oxigenasa-1 en los corazones que fallan se opone a la remodelación patológica del ventrículo izquierdo (LV) en parte a través de la disminución del estrés oxidativo [22].

Estudios experimentales posteriores se han centrado en aclarar los mecanismos subyacentes al aumento del estrés oxidativo en la IC:

● El tratamiento de los miocitos ventriculares de ratas adultas con factor de necrosis tumoral alfa provoca la generación de especies reactivas de oxígeno y aumenta el daño del ADN mitocondrial [23].

● Los ratones con HF de alta potencia debido a una fístula arteriovenosa demuestran una mayor actividad de metaloproteinasas de matriz miocárdica y NADPH oxidasa que pueden prevenirse mediante la administración de un inhibidor cardíaco de metalloproteinasa [24].

● Ratones nocaut receptor-2 como Toll están protegidos contra la remodelación cardíaca mediada por el estrés oxidativo y el fracaso y han mejorado la supervivencia después del infarto de miocardio experimental [25].

● Los conejos con HF inducida por el ritmo demuestran un aumento del estrés oxidativo como lo demuestra la disminución de la proporción de glutatión reducida a oxidada del miocardio y la apoptosis del miocito, y la activación de la proteína quinasa del MITOGENO miocárdico [26].

Estrés oxidativo en la insuficiencia cardíaca humana — hay datos in vivo que sugieren que el estrés oxidativo se incrementa en pacientes con IC crónica y puede predecir el desenlace clínico. Se han demostrado niveles plasmáticos elevados de actividad como el malondialdehído (MDA), un marcador de peroxidación lipídica, en pacientes con miocardiopatía isquémica y no isquémica [27, 28]. Los valores generalmente se correlacionan inversamente con la fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI) [29] y directamente con la cronicidad y severidad de los síntomas de HF y reducción de la capacidad funcional [30-32]. Un nivel elevado de lipoproteína oxidada de baja densidad, otro marcador de estrés oxidativo, es predictivo de la mortalidad en pacientes con HF [33]. Sin embargo, en el ensayo prospectivo aleatorizado de la evaluación de la supervivencia de amlodipino 2 (PRAISE-2), no hubo relación entre los niveles plasmáticos de malondialdehído y la supervivencia en pacientes con miocardiopatía no isquémica [34].

La mayoría de los estudios que evalúan el estrés oxidativo en HF han sido limitados por una variedad de factores. Estos incluyen números pequeños, métodos no específicos para medir el estrés oxidativo, y la falta de control de medicamentos, vitaminas y otros factores de riesgo asociados con el estrés oxidativo, como fumar [35].

En un intento de evaluar con mayor precisión el estrés oxidativo, se ha desarrollado una técnica superior que implica la medición de productos finales estables de la peroxidación lipídica conocida como F2-isoprostanes [36]. En un estudio de 51 pacientes con HF sometidos a cirugía cardíaca, los niveles de líquido pericárdico de 8-ISO-prostaglandina F2-Alpha fueron elevados y correlacionados con la severidad de HF [37]. En un subgrupo de pacientes sometidos a ecocardiografía preoperatoria, el pericárdico 8-iso-PGF2-alfa se correlaciona con la dimensión diastólica del ventrículo izquierdo. Los niveles de F2-isoprostane también se incrementan en el plasma de pacientes con:

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