ROLES Y PERSPECTIVAS EN LA UTILIZACIÓN DE BIOMARCADORES DE PATOLOGIA CARDIOVASCULAR EN PACIENTES CANINOS MANUEL BEJARANO SANCHEZ MÉDICO VETERINARIO

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1 ROLES Y PERSPECTIVAS EN LA UTILIZACIÓN DE BIOMARCADORES DE PATOLOGIA CARDIOVASCULAR EN PACIENTES CANINOS MANUEL BEJARANO SANCHEZ MÉDICO VETERINARIO COD ESPECIALIZACIÓN EN MEDICINA INTERNA DE PEQUEÑAS ESPECIES UNIVERSIDAD DE LA SALLE 2008

2 INTRODUCCIÓN La falla cardíaca congestiva se caracteriza por el incremento de la resistencia periférica, la reducción del gasto cardíaco y una presión de llenado venosa anormalmente alta. El incremento de la resistencia vascular periférica ha sido atribuido al aumento en el tono del sistema nervioso simpático, al incremento de las concentraciones plasmáticas norepinefrina, angiotensina II, y arginina vasopresina; y más recientemente, el péptido vasoconstrictor derivado del endotelio, Endotelina 1. Las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético atrial y del péptido natriurético cerebral, también se incrementan en respuesta a la distensión atrial y ventricular en pacientes con falla cardíaca crónica. En pacientes humanos, las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético atrial y cerebral han sido usadas para predecir la severidad de la patología, el pronóstico, monitorear la respuesta a la terapia e identificar pacientes asintomáticos con disfunción ventricular. Los avances en la metodología diagnóstica a nivel de cardiología veterinaria de pequeñas especies van actualizándose día a día, brindándonos herramientas mas precisas para proveer diagnósticos acertados, tratamientos con un mejor enfoque fisiopatológico y un pronóstico mas preciso para nuestros pacientes y los propietarios de estos. La determinación plasmática de hormonas natriuréticas cardíacas (factor natriurético atrial y cerebral) se han convertido en una herramienta diagnóstica y predictora de patologías cardiovasculares en pacientes humanos, en los que la medición del factor natriurético atrial se realiza casi de rutina en un paciente con falla cardíaca y la valoración del factor natriurético cerebral augura resultados mas precisos sobre el pronóstico de los pacientes. Por medio de este trabajo se desea conceptualizar al lector sobre la fisiopatología de la insuficiencia cardíaca en caninos, asi como las acciones de los diferentes procesos comprendidos en esta patología y las actualizaciones con respecto a hormonas y

3 sustancias implicadas, conocer los avances en la utilización de biomarcadores de daño cardíaco en el diagnóstico y pronóstico de estas patologías, comprender las expectativas que genera el uso de estos biomarcadores en la práctica clínica y ofrecer nuevas perspectivas en investigaciones que abarquen estos temas, como por ejemplo el estandarizar los valores plasmáticos de una de estas hormonas en una población canina normal, daría el primer paso a futuras investigaciones para desarrollar protocolos de diagnóstico y pronóstico en la evolución de pacientes caninos con cardiopatías.

4 1. HORMONAS Y HEMODINAMIA EN LA INSUFICIENCIA CARDÍACA 1.1. Definición de insuficiencia cardíaca La enfermedad cardíaca es una anomalía del corazón que incluye cualquier alteración desde la regurgitación valvular a la persistencia de la vena cava craneal izquierda. La insuficiencia cardíaca es el resultado final de una enfermedad cardíaca grave y constituye un síndrome clínico que se manifiesta con congestión y edema, mala perfusión periférica y/o hipotensión sistémica. Simpre que un animal sufre de una insuficiencia cardíaca padece también de una enfermedad cardíaca, pero no siempre que existe ésta termina necesariamente en insuficiencia (1). El sistema cardiovascular es el responsable de mantener la presión arterial, la perfusión (flujo sanguíneo a los tejidos) y las presiones capilar y venosa en los límites normales. La insuficiencia aparece cuando la enfermedad cardíaca es lo bastante grave como para que el sistema cardiovascular no consiga mantener la normalidad de una o mas de esas funciones. Para diagnosticarla debe identificarse la presencia de una enfermedad cardíaca de moderada a grave (por lo general grave) junto con el aumento de las presiones capilar o venosa, y disminución del gasto cardíaco y/o de la presión arterial. La insuficiencia cardíaca suele definirse como una anomalía de la función cardíaca que tiene como consecuencia la incapacidad del corazón para bombear la sangre a una frecuencia acorde con los requerimientos del metabolismo tisular. También se ha descrito como la incapacidad del corazón para bombear un volumen suficiente de sangre para cubrir las necesidades metabólicas a presiones de llenado normales siempre que el retorno venoso sea normal. Ambas definiciones son incompletas dado que sólo describen una situación en la que una disfunción sistólica produce síntomas de insuficiencia cardíaca y contemplan únicamente una incapacidad del corazón para bombear sangre hacia adelante (lo que suele denominarse disminución del gasto cardíaco o insuficiencia cardíaca de salida) e ignoran enfermedades como la cardiomiopatía hipertrófica felina, en la que el gasto cardíaco puede no disminuir pero el engrosamiento y la rigidez de la pared del ventrículo produce una disfunción diastólica que cursa con congestión y edema (1).

5 Algunos autores definen la insuficiencia cardíaca como un síndrome clínico provocado por una enfermedad cardíaca que tiene como consecuencia una disfunción sistólica y/o diastólica de gravedad suficiente para desbordar los mecanismos compensatorios del sistema cardiovascular, lo que produce síntomas clínicos de congestión y edema (edema pulmonar, ascitis, derrame pleural, etc.) y/o una disminución de la perfusión periférica (disminución del gasto cardíaco) en reposo o después del esfuerzo. Por lo tanto, es necesario que exista una anomalía cardíaca para que se desarrolle una insuficiencia (al contrario de lo que sucede, por ejemplo, en la disminución del gasto cardíaco como consecuencia de un shock hipovolémico) y, desde el punto de vista práctico, deben parecer síntomas identificables por el médico o el propietario. Otros la definen como un síndrome clínico en el cual el bombeo deteriorado reduce la eyección ventricular e impide el retorno venoso. Durante la cual, el corazón no puede bombear sangre a una frecuencia adecuada para mantener los requerimientos metabólicos tisulares o puede hacerlo sólo con presiones de lleno elevadas. La insuficiencia circulatoria es la disminución del volumen minuto causada por anormalidades en uno o mas componentes de la circulación (corazón, volemia, concentración de oxihemoglobina, vasculatura). La insuficiencia cardíaca, por lo tanto, es una de las muchas etiologías de insuficiencia circulatoria (2). Insuficiencia diastólica Insuficiencia miocárdica Sobrecarga de volumen Sobrecarga de presión Arritmias Insuficiencia cardíaca Reducción de volumen circulante Reducción de volumen arterial efectivo Vasodilatación Insuficiencia circulatoria Figura 1. Causas de insuficiencia cardíaca y circulatoria. Adaptada ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato 1.2. Causas de insuficiencia cardíaca La insuficiencia cardíaca es el resultado final de muchas enfermedades cardíacas y pericárdicas y puede ser consecuencia de diversas anomalías de la función cardíaca

6 entre las que se encuentran (aunque no son las únicas) la insuficiencia miocárdica (disfunción diastólica producida por la disminución de la contractibilidad del miocardio), sobrecarga de presión (aumento marcado de la poscarga), sobrecarga de volumen (enfermedades valvulares que producen regurgitación) y aumento en la rigidez del miocardio (disfunción diastólica) (2) Insuficiencia miocárdica La insuficiencia miocárdica puede ser primaria (por ejemplo una cardiomiopatía dilatada) o secundaria a sobrecarga de volumen o presión crónica. En los paciente con insuficiencia miocárdica, la disminución de la contractibilidad reduce la descarga sistólica, volumen minuto y presión sanguínea arterial. La insuficiencia miocárdica deprime la capacidad del corazón para compensar las caídas del volumen minuto. Figura 2. Evolución de la insuficiencia miocárdica hacia l cardíaca. Adaptada de ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato

7 Sobrecarga de presión Las causas mas corrientes para la sobrecarga de presión en los animales pequeños son las estenosis subaórtica e hipertensión arterial sistémica sobre el lado izquierdo y la enfermedad por gusanos cardíacos y estenosis pulmonar sobre la derecha. Para eyectar la sangre el ventrículo debe superar el incremento de la resistencia. La primera respuesta es la dilatación aumentando el largo del sarcomero hasta el punto en el cual sea óptima la superpocisión entre los miofilamentos. La dilatación incrementa la presión y contractilidad ventricular medianta la activación de la contractilidad dependiente del largo, ayudando a superar el aumento de la resistencia y mantener la descarga sistólica. Esta adaptación, sin embargo, incrementa la tensión mural ventricular y por lo tanto el consumo de oxígeno miocárdico. Durante la dilatación inicial, incrementa el radio y disminuye el espesor mural, y ambos factores elevan la tensión mural ventricular. Con una sobrecarga de presión sostenida, el músculo ventricular se adapta experimentando hipertrofia concéntrica. En este tipo de hipertrofia, incrementa el espesor mural a expensas de un menor tamaño de la cámara (disminuye el radio ventricular), lo cual normaliza la tensión mural e incrementa la contractilidad (2). El miocardio que experimenta hipertrofia secundaria a sobrecarga de presión no es normal. Existe una asociación cercana entre hipertrofia y disfunción sistólica. El ventrículo hipertrofiado también es proclive a la isquemia que conduce a la fibrosis e incremento del contenido de colágeno. El aumento temprano del colágeno ayuda a mantener la función sistólica pero interfiere con el funcionamiento diastólico. Con la progresión de la hipertrofia miocárdica, la fibrosis perimuscular deteriora la función sistólica y diastólica. A medida que se establece la insuficiencia miocárdica secundaria, el ventrículo se vuelve a dilatar (1,2).

8 (-) (+) (+) Figura 3. Evolución de la sobrecarga de presión hacia la insuficiencia cardíaca. Adaptada de ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato Sobrecarga de volumen La sobrecarga de volumen puede ocurrir con insuficiencia valvular, comunicaciones anormales (por ejemplo conducto arterioso persistente, defecto septales) y estados de alto volumen (hipertiroidismo). El evento inicial es el incremento en el tamaño de la cámara debido a la necesidad de acomodar un grn volumen telediastólico ventricular, aumentando el largo del sarcómero hasta el nivel óptimo. De nuevo, la dilatación incrementa la tensión mural, lo que a su vez motiva hipertrofia ventricular y normaliza

9 la tensión de la pared. En la sobrecarga de volumen, hay hipertrofia excéntrica, con aumento leve del espesor mural y radio. El grado de la hipertrofia no es tan pronunciado como en los estados de sobrecarga de presión porque el aumento primario ahora es el aumento del volumen, el cual sólo induce un incremento ligero de la presión ventricular. El rendimiento de cada unidad funcional del miocardio en la sobrecarga de volumen crónica es normal o casi normal, posibilitando una descarga sistólica mayor que la habitual. El ventrículo responde a una sobrecarga de volumen aumentando el tamaño y también modificando su geometría. A diferencia de lo sucedido en el miocardio con sobrecarga de presión, la formación de colágeno no es un problema en los estadios tempranos del corazón con sobrecarga de volumen. En esta situación hay depleción del colágeno miocárdico. Este fenómeno hace que el ventrículo se dilate e incremente su distensibilidad (1,2). Con la progresión de la enfermedad, la presión telediastólica ventricular vuelve a elevarse por encima del rango normal, aumentando la tensión basal y menoscabando la presión perfusional endocárdica. El incremento de la tensión que sucede en tales circunstancias se debe al deslizamiento de las fibras con el aumento excesivo del tamaño de la cámara. El mecanismo para el deslizamiento de las fibras apenas se comprende, pero tal vez se relacione con disrupción de la interacción colágenomiocito normal. Si las fibras de colágeno no sostienen a los miocitos, los incrementos de la presión intracavitaria pueden separarlos mediante el deslizamiento. Este efecto ayuda a mantener la descarga sistólica mediante un mecanismo desconocido, probablemente mejorando el funcionamiento diastólico. El colágeno estirado y las fibras más largas actúan en diástole en forma opuesta al miocardio hipertrofiado, por lo tanto aumenta la distensibilidad diastólica. El resbalamiento de las fibras, por otra parte, brinda el escenario para la enfermedad progresiva. El aumento de la cámara incrementa la tensión mural, eleva el consumo de oxígeno miocárdico, cambia la geometría ventricular y puede ocasionar hipertrofia y fibrosis. Con la progresión del proceso, puede ocurrir la insuficiencia miocárdica secundaria y el ventrículo experimenta dilatación adicional (2).

10 Figura 4. Evolución de la sobrecarga de volumen hacia la insuficiencia cardíaca. Adaptada de ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato Disfunción diastólica La disfunción diastólica proviene del deterioro en el llenado ventricular. La insuficiencia cardíaca diastólica existe cuando la congestión venosa pulmonar y

11 sintomatología resultante se producen en presencia de una función sistólica ventricular izquierda normal o casi normal. Si la diástole se le puede dividir en cuatro fases: 1) relajación isovolumétrica (cierre valvular aórtico hasta la apertura valvular mitral), 2) entrada mitral temprana rápida (o fase de llenado rápido, en la cual sucede la mayor parte del lleno ventricular), 3) diastasis (o fase de lleno lento, en la cual hay poco cambio en el volumen y presión ventriculares) y 4) contracción atrial (sístole atrial y su contribución al llenado ventricular). Las ultimas tres fases de la diástole representan el llenado ventricular. La relajación y rigidez de la cámara son dos propiedades diastólicas del corazón. La relajación es un proceso dinámico, dependiente de la energía, que comienza al final de la contracción y se extiende a través de toda la relajación isovolumétrica y llenado ventricular temprano. La relajación depende de la energía. La isquemia depleciona el ATP y retarda la relajación, mientras que la estimulación β-adrenérgica la mejora. La asincronía de la relajación, incremento de la poscarga, hipertrofia ventricular y flujos anormales del calcio en las células miocárdicas retardan la relajación. La rigidez de la cámara o el cambio de presión resultante de cierta modificación del volumen se mide al final de la diástole, después de concluir el llenado. La distensibilidad de la cámara, inversa de la rigidez, también se mide en telediastole. La rigidez de la cámara se incrementa a medida que lo hace la presión del llenado, con aumento de la rigidez miocárdica intrínseca, en la hipertrofia y con taponamiento cardíaco. El llenado ventricular puede ser afectado por varios factores, incluyendo gradiente de presión atrioventricular, tasa de relajación isovolumétrica, impulso atrial sincronizado, relajación ventricular y distensibilidad. La fuerza impulsadora para el llenado ventricular es el gradiente de presión entre el atrio y ventrículo izquierdos cuando se abre la válvula mitral. Este gradiente es afectado sobretodo por el volumen intravascular y grado de vasodilatación del paciente. La tasa de relajación isovolumétrica también es un importante determinante del lleno ventricular temprano. La estimulación adrenérgica incrementa la relajación, con mejor respuesta de la misma que la alcanzada con la contractilidad. El incremento de la frecuencia cardiaca disminuye la duración de la diastasis. Los aumentos paulatinos de la frecuencia cardíaca de hasta 180 latidos/minuto en los perros incrementan la tasa de relajación en forma progresiva, mejoran la contractilidad ventricular izquierda y reducen la presión teledistólica del ventrículo izquierdo. Estos cambios permiten aumentar el llenado temprano en situaciones en donde se requieren frecuencias cardíacas mas elevadas. Los pacientes con hipertrofia ventricular que son isquémicos, sin embargo, muestran disminución de la distensibilidad ventricular izquierda con el

12 aumento de la frecuencia cardíaca. El llenado diastólico normal también depende de la contracción sincronizada entre el ventrículo y atrio izquierdos. La pérdida de la contracción atrial es uno de los motivos que explica por qué los perros con cardiomiopatía dilatada o endocardiosis mitral desarrollan insuficiencia cardíaca cuando sus aurículas comienzan a fibrilar. La relajación asincrónica del ventrículo izquierdo se puede observar en pacientes felinos con cardiomiopatía restrictiva. La pérdida de la uniformidad relajatoria disminuye el llenado ventricular y puede contribuir al desarrollo de la insuficiencia cardíaca en estos casos. La distensibilidad ventricular izquierda también afecta el llenado ventricular. Los pacientes con hipertrofia ventricular izquierda tienen reducida la distensibilidad y función diastólica de la cámara causada por el incremento del tamaño de los miocitos, contenido de colágeno y espesor mural. El pericardio también puede frenar el llenado ventricular en la enfermedad pericárdica constrictiva o taponamiento cardíaco. En los últimos casos, el llenado ventricular se detiene en forma abrupta en mediástole por el pericardio anormal, el cual impone sus propiedades mecánicas sobre aquellas del ventrículo durante las fases finales de la diástole (2).

13 Estenosis subaórtica Cardiomiopatía hipertrófica Hipertiroidismo Hipertrofia Ventrículo izquierdo - Carga anormal - Flujos de calcio anormales - Isquemia Asincronia cardiomiopatía Restrictiva Fibrosis Desorganización celular RELAJACIÓN RIGIDEZ TAPONAMIENTO CARDÍACO PRESIÓN DIASTÓLICA INSUFICIENCIA CARDÍACA Figura 5. Secuencia de eventos que conducen hacia la insuficiencia cardíaca diastólica. Adaptada de ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato 1.3. Reacción del cuerpo frente a la insuficiencia cardíaca Prescindiendo de la etiología, la hipofunción ventricular ocasiona Insuficiencia cardíaca congestiva por disminución del volumen minuto y presión sanguínea arterial. El mantenimiento de la presión arterial y volumen plasmático efectivo son las principales prioridades del sistema cardiovascular. A medida que declina la presión sanguínea, se

14 activa una serie de respuestas neurohumorales orientadas a normalizar la presión arterial. La respuesta inmediata es el incremento del impulso simpático, causando vasoconstricción (aumento en la impedancia arterial) y taquicardia (aumento del volumen minuto). La reducción del flujo sanguíneo renal causa liberación de renina y activación del sistema renina angiotensina aldosterona (RAA, que contribuye a la vasoconstricción y causa retención hidrosalina, la cual aumenta el volumen circulante. Los mecanismos compensatorios son respuestas agudas evocadas a mantener la vida durante y después del sangrado. Empero, durante la insuficiencia cardíaca, los mecanismos compensatorios son activados en forma crónica. En el intento de mantener la presión sanguínea, el sistema cardiovascular posibilita el aumento de la presión venosa y redistribuye el volumen minuto, manteniendo el flujo de sangre sobre todo en los órganos esenciales (2). La compensación no se puede considerar como una respuesta aislada de la circulación. El corazón y células miocárdicas experimentan cambios para adaptarse a la disfunción ventricular. Una característica común de todas las respuestas compensatorias es que sus efectos a corto plazo son benéficos, pero a largo plazo son nocivos. En las noxas agudas del corazón, el volumen minuto disminuye y puede ocurrir la insuficiencia cardíaca aguda. Esta fase, referida como falla transitoria, indica la activación de los mecanismos compensatorios. En los animales pequeños, la insuficiencia cardíaca por lo usual es unos procesos crónicos y la fase de falla transitoria se fusiona con la siguiente etapa. A medida que ocurre la compensación, el volumen minuto y los signos clínicos se estabilizan porque el corazón y la circulación realizan un trabajo extra. Esta fase compensada es conocida como hiperfunción estable. La hiperfunción crónica lleva a la progresión de la disfunción ventricular izquierda, muerte celular miocárdica, surgimiento de manifestaciones clínicas y muerte, la fase de agotamiento y carioesclerosis progresiva (2).

15 DISFUNCIÓN SISTÓLICA DEL VENTRÍCULO IZQUIERDO Del volumen minuto Activación Neurohumoral flujo sanguíneo renal volumen de filtración glomerular Activación simpática Fracción de filtración Taquicardia sistema Renina Angiotensina de la sed Aldosterona Vasopresina Retención de Sodio y Agua Vasoconstricción INCREMENTO DE LA PRECARGA INCREMENTO DE LA POSCARGA Figura 6. Compensación en la insuficiencia cardíaca congestiva. Adaptada de ETTINGER J. Stephen. Tratado de Medicina interna veterinaria enfermedades del perro y el gato Activación neurohumoral La activación neurohumoral en la insuficiencia cardíaca izquierda es el resultado de la disminución del volumen minuto e hipertensión atrial. Los mecanismos neurohumorales comprenden los sistemas vasoconstrictores o de retención sódica y los vasodilatadores o natriureticos. Todos se encuentran operando a pleno durante la insuficiencia cardíaca grave. El momento exacto en que se activa cada mecanismo en particular resulta más controvertido. La causa subyacente de la disfunción ventricular también determina cuando se inicia la activación de un mecanismo neurohumoral

16 particular. Los efectos netos de la activación neuroendocrina son la vasoconstricción, retención hidrosalina e hipertrofia ventricular izquierda, que llevan al remodelado ventricular y vascular periférico (2). Activacion Neurohormonal Reguladora Activación cardíaca, vasoconstricción retención de agua, remodelación Noradrenalina Angiotensina II Aldosterona Arginina vasopresina Endotelina Contrarreguladora Vasodilatación, diuresis, antiproliferación Péptidos Natriuréticos Bradicidinas Adrenomedulina Citocinas Óxido Nítrico Tabla 1. Hormonas y su rol en la compensación frente a la insuficiencia cardíaca. Adaptado de MONTERO, Curso de actualización en insuficiencia cardíaca, Hospital universitario Reina sofía de Cordoba Sistema nervioso autónomo La insuficiencia cardíaca congestiva cursa con un incremento generalizado de la actividad simpática y amortiguación del tono parasimpático. Los perros con insuficiencia cardíaca congestiva natural causada por cardiomiopatía dilatada y regurgitación mitral tienen aumentadas las concentraciones de norepinefrina, las cuales se correlacionan de forma directa con la gravedad clínica de la insuficiencia cardíaca congestiva. El aumento de la norepinefrina, empero, no se correlaciona con el grado de la disfunción miocárdica. La concentración de norepinefrina se correlaciona con muerte cardíaca en pacientes humanos con insuficiencia cardíaca congestiva. Los incrementos de la norepinefrina se deben a una mayor liberación desde los terminales adrenérgicos y su derrame en el plasma y a la menor captación por los terminales nerviosos adrenergicos. La reducción funcional ventricular izquierda origina hipotensión relativa que estimula los barorreceptores activando el sistema nervioso

17 simpático. En la insuficiencia cardíaca congestiva se demostró aumento en la quimiosensibilidad periférica. En los pacientes humanos se observó un vínculo entre incremento de la quimiosensibilidad periférica y deterioro del control autónomo, incluida la inhibición barorrefleja. La hiperactividad de los metaborreceptores (ergorreceptores) musculares también puede contribuir al desequilibrio autónomo (1,2). A pesar de las elevadas concentraciones plasmáticas de norepinefrina, los pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva tienen depleción de la misma en los atrios y ventrículos, lo cual deprime la respuesta de la frecuencia cardíaca a la activación simpática. Los altos niveles de norepinefrina en vecindad de los adrenorreceptores β disminuyen la cantidad y función de los mismos. Esta regulación declinante de los adrenorreceptores β se produce en los pacientes con cardiomiopatía pronunciada y se correlaciona con la magnitud de la enfermedad cardíaca. En los pacientes con cardiomiopatía dilatada, la regulación declinante es constante en los receptores β 1 pero no en los β 2, mientras que en la enfermedad valvular mitral y cardiomiopatía isquémica ambos subgrupos de adrenorreceptores β están deprimidos. La depresión selectiva de los adrenorreceptores β 1 puede ocurrir porque en el miocardio los mismos están inervados y, por ende, expuestos a las grandes cantidades de norepinefrina liberada desde los terminales nerviosos, mientras que los β 2 no están inervados. Las alteraciones posadrenoceptoras en el complejo receptor β-adenilato ciclasa podrían contribuir a los cambios en la sensibilidad adrenérgica. En los pacientes humanos con insuficiencia cardíaca existe subsensibilidad en los adrenoceptores β 2 incluso en casos con cantidades normales de los mismos. Esta subsensibilidad se supone causada por el desacoplamiento parcial de los receptores desde el complejo β 2 -adrenérgico y no por la regulación declinante. La hiperactividad simpática es responsable en parte de la vasoconstricción y retención hidrosalina, mientras que las reservas agotadas de norepinefrina y cambios de los adreceptores reducen la respuesta contráctil de las células miocárdicas y la repuesta cronotrópica de las células nódales sinoatriales durante la actividad física. La estimulación adrenergica crónica también aumenta la poscarga, incrementa el CMO 2 y las arritmias ventriculares, y favorece la progresión de la disfunción ventricular izquierda. El remodelado cardíaco y vascular periférico también es estimulado por la activación simpática crónica y facilita la progresión de la disfunción del ventrículo izquierdo (4). El control barorreflejo se altera durante la insuficiencia cardíaca congestiva, contribuyendo a la hiperactividad simpática y respuesta taquicárdica deprimida durante el ejercicio y la hipotensión. Los barorreflejos anormales también colaboran

18 con la retención de agua y sodio. Bajo condiciones normales, el incremento de la presión auricular estimula los receptores de estiramiento atrial que inhiben la liberación de la hormona antidiurética (ADH), reducen la actividad simpática e incrementan el flujo sanguíneo renal y volumen de filtración glomerular. Durante la insuficiencia cardíaca izquierda, los receptores arteriales y atríales tienen menor sensibilidad a la estimulación. La insuficiencia cardíaca congestiva cursa con hipoactividad parasimpática, lo cual disminuye el freno del nodo sinoatrial. El resultado neto es una mayor frecuencia cardíaca para una presión arterial dad y menor variabilidad de la frecuencia. La reducción del tono parasimpático en la insuficiencia cardíaca congestiva conlleva a un pronóstico malo (2) Sistema renina-angiotensina-aldosterona La disminución del volumen minuto durante la insuficiencia cardíaca congestiva activa el sistema renina angiotensina mediante estimulación β-adrenoceptora directa y disminución del flujo renal en el aparato yuxtaglomerular. La angiotensina II es un poderoso vasoconstrictor y también estimula la liberación de la aldosterona y hormona antidiurética, incrementa la actividad simpática, contrae la arteriola eferente renal y promueve la sed. De esta manera, la activación del sistema renina-angiotensina contribuye a la vasoconstricción y retención hidrosalina durante la insuficiencia cardíaca congestiva. La activación simpática por lo usual procede la activación del sistema renina-angiotensina, aunque cierta estimulación simpática durante la insuficiencia cardíaca congestiva se debe al sistema renina-angiotensina. La angiotensina estimula el remodelado vascular, ya sea en forma directa reduciendo la síntesis del oxido nítrico o aumentando el desdoblamiento de la bradicinina por la enzima conversora de angiotensina local, con lo que se altera el metabolismo de las prostaglandinas. El remodelado vascular produce cambios estructurales que reducen mucho más la distensibilidad del sistema arterial. La angiotensina II también puede estimular el crecimiento del músculo liso, con los resultados de hiperplasia, hipertrofia y apoptosis celulares. La aldosterona incrementa el agua corporal total y puede colaborar incrementando el contenido hídrico tisular y la rigidez, y reducir la distensibilidad del sistema arterial. Asimismo puede tener acción vasoconstrictora directa durante la insuficiencia cardíaca congestiva. La aldosterona también incrementa la excreción de potasio y magnesio. La activación del sistema renina angiotensina contribuye a la vasoconstricción, aumento de la poscarga y Cmo 2, y causa la retención de sodio y agua por los riñones. El remodelado cardíaco y vascular

19 periférico también es estimulado por el sistema renina angiotensina, favoreciendo la progresión de la disfunción ventricular izquierda (2,3,4) Otros agentes vasoconstrictores La arginina vasopresina u hormona antidiurética esta aumentada en los pacientes con insuficiencia cardíaca, debido a la liberación no osmótica, deterioro de la inhibición de los centros del tronco cerebral mediada por barorreceptores e incremento de la angiotensina II circulante. La hormona antidiurética puede aumentar incluso en los pacientes con disfunción ventricular izquierda asintomática. La liberación de la hormona antidiurética lleva a la vasoconstricción y reabsorción de agua y favorece el desarrollo de hiponatremia (2). La endotelina es la sustancia vasoconstrictora más potente conocida para las células del músculo liso vascular. Se la encontró aumentada en un modelo de estimulación de insuficiencia cardíaca canina y el incremento se correlaciono bien con la presión arterial derecha o de encaje capilar pulmonar. La endotelina cumple una función importante en el mantenimiento de la tensión arterial y flujo sanguíneo durante la insuficiencia cardíaca congestiva y puede ser activada por la angiotensina II. El bloqueo crónico de los receptores de endotelina pueden prevenir la progresión de la insuficiencia cardíaca (4) Péptidos natriuréticos El péptido natriurético atrial es un péptido 28-aminoácido que se sintetiza normalmente en el atrio y en una pequeña extensión en los ventrículos y es liberado dentro de la circulación frente a una distensión atrial. En pacientes con falla cardíaca, las concentraciones del péptido natriurético atrial aumentan así como aumentan las presiones atríales. El péptido natriurético cerebral o tipo-b es un péptido 32- aminoácidos que es sintetizado primariamente en los ventrículos, y es también liberado en la circulación en pacientes con falla cardíaca. Debido a que las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético cerebral se incrementan en pacientes con falla cardíaca temprana o disfunción ventricular izquierda, el péptido natriurético cerebral plasmático puede ser un marcador sensitivo diagnóstico de falla cardíaca (5,6).

20 El péptido natriurético atrial ejerce sus efectos en el riñón primariamente a nivel de los glomérulos y ductos colectores. En los glomérulos este causa una contracción de la arteriola eferente y dilatación de la arteriola aferente, de esta forma incrementando la tasa de filtración glomerular. En el ducto colector, este disminuye la reabsorción de sodio, de esta forma incrementando la excreción de sodio. El péptido natriurético atrial también inhibe la secreción de aldosterona y renina. Los efectos del péptido natriurético cerebral sobre el riñón y las concentraciones plasmáticas de renina y aldosterona, aparentemente son similares a aquellos del péptido natriurético atrial (5) Hormonas endoteliales La prostaciclina y prostaglandina E, son hormonas vasodilatadoras producidas del acido araquidónico en muchas células. Estas son primariamente hormonas autocrinas, y dependiendo la especie, una o ambas son encontradas en las arteriolas glomerulares aferentes. La angiotensina II, norepinefrina y la estimulación nerviosa renal incrementan la síntesis de estas prostaglandinas vasodilatadoras, que atenúan los efectos vasoconstrictores de estos tres estímulos. Estas prostaglandinas vasodilatadoras pueden desarrollar una oposición balanceada de la vasoconstricción renal inducida por neurohormonas que ocurre en la falla cardíaca (2). El oxido nítrico es un vasodilatador mas potente que las prostaciclinas y prostaglandina E. Las células endoteliales contienen una sintetaza constitutiva del óxido nítrico, la actividad de la cual puede ser franca en la falla cardíaca. Entonces, la acción constrictora de los vasoconstrictores endógenos, cuyas concentraciones están elevadas en la falla cardíaca, puede incrementarse por una disminución de la síntesis en las células endoteliales del óxido nítrico. La endotelina es uno de los mas potentes vasoconstrictores, y las concentraciones plasmáticas de endotelinas se incrementan en algunos pacientes con falla cardíaca. Altas concentraciones plasmáticas de endotelinas son asociadas con un pobre pronóstico en pacientes con fallas cardíacas avanzadas (2,6). Las concentraciones plasmáticas de algunas citoquinas, como el factor de necrosis tumoral, se incrementan en pacientes con falla cardíaca. El factor de necrosis tumoral deprime la función miocárdica, y la administración de anticuerpos al factor de necrosis tumoral mejora el funcionamiento cardíaco en pacientes con sepsis. El factor de necrosis tumoral también incrementa la actividad de la sintetaza del óxido nítrico en el músculo liso vascular (1,3,4).

21 La adrenomedulina es un péptido liberado por el endotelio con un potente efecto vasodilatador e inotrópico positivo. En la insuficiencia cardíaca se han detectado valores elevados en plasma de adrenomedulina y su aumento se ha asociado a una mayor mortalidad en pacientes con insuficiencia cardíaca moderada (4). Figura 7. Patofisiología de la insuficiencia cardiac. SCHRIER W. Robert y ABRAHAM T. William. Hormones and hemodynamics in heart failure.

22 2. BIOMARCADORES DE DAÑO CARDÍACO El abordaje de la salud cardiovascular incluye al menos 4 tipos de condiciones clínicas: necrosis o injuria miocárdica, función miocárdica, homeostasis lipoprotéica del suero e inflamación cardiovascular. El estado actual del arte de la bioquímica clínica para evaluar estas condiciones son respectivamente, troponina cardiaca, péptido natriurético tipo B del plasma, perfiles séricos lipoprotéicos y del colesterol, y proteína sérica C reactiva. Estudios recientes han sugerido que estos nuevos biomarcadores cardiacos pueden ser de valor como indicadores pronósticos en la morbilidad y mortalidad (5) Troponinas Las troponinas son componentes del aparato de contracción de las células musculares estriadas. Estas están compuestas por tres tipos de proteínas, TnC, TnI y TnT. Cada una de ellas tiene diferentes funciones dentro del complejo contráctil, y varían en tamaño desde TnC con 18 kda, al TnI con 22 kda, y TnT con 37 kda. Para TnI y TnT, hay genéticamente isoformas cardiacas distintas. ctni y ctnt, ambas se cree que se producen únicamente en los miocardiocitos, lo cual es la base para presumir su alta especificidad en los tejidos y su uso como biomarcador cardiaco. En contraste hay solo una forma genética de TnC, que no se usa en el inmunoanalisis de troponinas (7,8). Las troponinas han sido llamadas los biomarcadores de elección para lesiones cardiacas en seres humanos, en el diagnóstico de infarto miocardio agudo. El progresivo incremento en la sensibilidad de cada generación de análisis de troponinas, hace de estas potenciales biomarcadores sensitivos del progreso del daño miocárdico tanto de patologías cardíacas primarias y no cardíacas, como en la cardiomiopatía dilatada canina que causa un incremento moderado de ctni. Algunos estudios realizados en gatos sugieren que el ctni puede tener algún valor en el diagnóstico de la cardiomiopatía hipertrófica felina y este ctni fuertemente revela la severidad del daño. Mientras que el ctni puede ser capaz de detectar patologías asociadas con disfunción cardíaca primaria y niveles bajos de necrosis miocárdica, comparaciones cabeza a cabeza con otros ensayos de biomarcadores cardíacos han demostrado que estos tienen una menor precisión diagnóstica que los péptidos natriuréticos (7) Péptidos natriuréticos De las pruebas asequibles en el momento, los péptidos natriuréticos pueden ser los que mas potencial tienen como biomarcadores químicos de patología cardíaca en pacientes veterinarios. Tres péptidos natriuréticos han sido descritos en mamíferos. Atrial o tipo-a

23 (ANP) Cerebral o tipo-b (BNP) y tipo-c (CNP). Su rol fisiológico es el de ayudar a mantener la homeostasis cardiovascular mediante el incremento de la natriuresis, disminuyendo la presión arterial, e inhibiendo el sistema renina angiotensina aldosterona. Un cuarto tipo, el DNP, fue descubierto en el veneno de las serpientes mamba verdes que pertenecen al genus Dendroapsis. Tanto el ANP como el BNP son producidos por los miocardiocitos. En contraste, el CNP es producido por las células endoteliales, que tiene primariamente una función paracrina, esta envuelta en el crecimiento del hueso, tiene bajas concentraciones en sangre periférica, y no es comúnmente considerada de valor como biomarcador de la función miocárdica (5,7,8). Ambas tanto el ANP como el BNP son sintetizadas como preprohormonas constituidas de una señal de secuencias y segmentos prohormonales. La señal de secuencia es dividida de la porción de prohormona seguida apropiadamente de la migración intracelular. A, o inmediatamente seguido por secreción de la prohormona dentro de la sangre, el péptido es divido entre un fragmento inactivo terminal-n (NTproANP o NTproBNP) y un segmento terminal-c se activa fisiológicamente (ANP o BNP). El tamaño de cada segmento de ANP es relativamente similar entre especies, con un fragmento NtproANpP de 98 aminoácidos y un fragmento de ANP de 28 a 30 aminoácidos. Los segmentos NTproBNP y BNP pueden variar mas entre especies que el ANP. Los NTproBNP y BNP caninos son de 82 y 32 aminoácidos respectivamente. En todas las especies, la terminal-c de ANP y BNP contiene un anillo de 17-aminoácidos, formada por una unión disulfuro cys-cys, que es importante para cada actividad fisiológica del péptido (7). Figura 8. Composición de los peptidos natriuréticos. SCHRIER W. Robert y ABRAHAM T. William. Hormones and hemodynamics in heart failure.

24 Tanto el ANP como el BNP son liberados del el corazón en respuesta al alargamiento miocádico usualmente por incremento de las presiones sobre las paredes de las cámaras cardíacas. El proanp es constitutivamente producido y almacenado dentro de gránulos en los miocardiocitos atríales, junto con menores cantidades de probnp. Bajo condiciones normales el probnp es constitutivamente producido en pequeñas cantidades por los miocardiocitos ventriculares y liberado sin almacenamiento. La producción de probnp se incrementa bastante con disfunción ventricular. Algo de síntesis ventricular de ANP tambien ocurre con daño cardíaco; de cualquier forma, la cantidad es mucho menor. El ANP y BNP son recogidos de la sangre por receptores péptidos natriuréticos en células sensibles a través del cuerpo, y degradados por endopeptidasas neutrales en el riñón y posiblemente en otros órganos. La vida media plasmática de BNP, medida en humanos, es de aproximadamente 22 minutos. Mecanismos similares de limpieza se cree que no existen para NTproANP y NTproBNP. Como resultado, se cree que su vida media plasmática es mas prolongada, y sus concentraciones plasmáticas mas altas y mas estables que sus contrapartes terminales-c. Esto puede hacer que la medición de los fragmentos de NTproNP técnicamente más simple que los péptidos terminal-c (5,7,8). Algunos estudios han evaluado el desarrollo clínico de los BNP, ANP y NTproANP en medicina veterinaria. Los resultados son prometedores y sugieren que los péptidos natriuréticos pueden jugar algunos roles en el abordaje de casos sospechosos de enfermedad cardíaca. Por ejemplo, como en los seres humanos, puede tener ventaja en la discriminación de disnea aguda debida a insuficiencia cardíaca congestiva de otras causas, se correlaciona con la severidad de la falla cardíaca en perros, y su incremento con cardiomiopatías asintomáticas. Una gran cantidad de trabajos y estudios, de cualquier forma, permanecen por desarrollarse. Por ejemplo, los ensayos del péptido natriurético tipo-b están demostrando en medicina humana que pueden contribuir en la selección y monitoreo de la terapia en la insuficiencia cardíaca. Esto puede ser un aspecto de extremo valor, el monitorear el BNP y NTproBNP, ya que esto no ha sido profundamente explorado en medicina veterinaria (4,5,7) Adrenomedulina Kitamura y col. identificaron en el año 1993 un nuevo péptido hipotensor aislado del feocromocitoma, al que denominó adrenomedulína (AdrM) (9). La AdrM consta de 52 aminoácidos y fue aislada juntamente con otros péptidos tales como el CGRP (Calcitonin Gene Related Peptide) y el VIP (Vasoactive Intestinal Peptide), y se piensa que pertenece a la superfamilia del primero. El gen de la AdrM está localizado en el cromosoma 11 en el ser humano y es expresado en numerosos tejidos, habiendo altas tasas de trascripción del

25 gen y síntesis del péptido en células musculares lisas vasculares (CMLV) y endoteliales (CE). Está presente en el SNC y puede tener un papel en la modulación del apetito a la sal, la sed, y la actividad simpática. El precursor de la AdrM es la preproadrenomedulina que consta de 185 aminoácidos. La proadrenomedulína contiene aparte de la AdrM otro péptido designado como PAMP (proadrm N-terminal 20 Peptide). El PAMP inhibiría la transmisión neuronal en las terminaciones simpáticas periféricas mientras que la AdrM relajaría directamente al músculo liso vascular (9). El péptido natriurético auricular aumenta la liberación de AdrM, por lo que la acción diurética e hipotensora del péptido podría deberse en parte a ésta última sustancia. La AdrM tiene efecto hipotensor por acción directa sobre las CMLV por medio del aumento de AMPc, y por acción sobre las CE incrementando la producción de NO. Es secretada por las CE y las células musculares lisas (CML) y los secretagogos son las citoquinas, tales como Factor de necrosis tumoral (TNF α y β), interleuquina IL-1α, IL-1β y también endotelina ET-1. Los fibroblastos son un sitio importante de producción de AdrM. La AdrM aumenta el volumen minuto (VM) y la contractilidad del ventrículo izquierdo (VI) in vivo y tiene un efecto directo inotrópico in vitro. Su concentración plasmática está aumentada en la Hipertension, en la insuficiencia renal crónica y en la Insuficiencia cardíaca. La concentración plasmática de AdrM está aumentada en pacientes humanos con insuficiencia cardíaca, y se ha comprobado que está presente en el corazón humano, habiendo sido detectada en otros órganos como la suprarrenal, pulmones, riñón, órganos gastrointestinales y cerebro. En la IC se relaciona inversamente con la fracción de eyección y directamente con la Presion al final de la diástole (PFD). Inhibe la liberación de ET-1 y de Ang II, de aldosterona, de ACTH, y de catecolaminas por las suprarrenales; es vasodilatadora y diurético -natriurética. Actúa como factor autocrino o paracrino homeostático en la regulación de la función cardíaca. Se han encontrado niveles aumentados de AdrM en la hipertensión arterial, en la insuficiencia renal y en la IC, en relación con la gravedad de la enfermedad actuando el péptido sobre los miocitos cardíacos aumentando en ellos la síntesis de NO, con intervención del AMPc. La AdrM vasodilata más los vasos pulmonares que los sistémicos, por lo cual se piensa que regula la circulación pulmonar (10). En la insuficiencia cardíaca se han detectado valores elevados en plasma de adrenomedulina y su aumento se ha asociado a una mayor mortalidad en pacientes con insuficiencia cardíaca moderada. Al igual que sucede con los péptidos natriuréticos, se cree que es un marcador indirecto de gravedad, aunque todavía no se sabe muy bien qué papel desempeña en la activación neurohumoral de estos pacientes (4).

26 2.4. Investigaciones realizadas La posible utilidad y beneficios en la determinación de los valores normales y anormales de los biomarcadores de daño cardíaco, ha sido ampliamente estudiado en medicina humana. En los últimos años, se han realizados estudios a nivel de medicina veterinaria, donde se ha encontrado resultados prometedores con respecto a la utilidad de estos biomarcadores. En 2003 Grecco y col, midieron los valores plasmáticos del péptido natriurético atrial y su valor como indicador del pronóstico en perros con enfermedad cardíaca, donde utilizaron 23 perros con falla cardíaca, a los que se les midió las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético atrial. Diez de los perros se clasificaron como pacientes con patología cardíaca moderada (grupo 1) y los otros 13 se clasificaron como pacientes con patología cardíaca severa (grupo 2). La concentración plasmática media del péptido natriurético atrial para el grupo 1 fue de 64 ±45 pg/ml y para el grupo 2, 328 ±122 pg/ml. La sobrevida media de (1095 días) para el grupo 1 de perros fue significativamente mayor (p < 0.05) que para el grupo 2 de perros (58 días). Una vida media significativamente grande (p < 0.05) se noto en perros con valores plasmáticos de péptido natriurético atrial menores a 95 pg/ml (1095 días), comparada a los pacientes que presentaron valores mayores a 95 pg/ml (58 días). En este estudio se concluyó que las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético atrial tiene potencial como un predictor no invasivo de la sobrevida en perros con falla cardíaca (8). También en 2003 Kittleson y col, determinó la correlación entre los valores plasmáticos del péptido natriurético cerebral y la enfermedad cardíaca. En este estudio se utilizaron 34 perros, de los cuales 9 eran normales y los otros 25 perros presentaban una degeneración mixomatosa de la válvula mitral. Los pacientes se dividieron en 4 grupos: Grupo 1 conformado por 10 perros con una degeneración mixomatosa de la válvula mitral de moderada a severa y sin evidencia radiográficas de falla cardíaca; Grupo 2 conformado por 6 perros con una degeneración mixomatosa de la válvula mitral severa y evidencia de falla cardíaca moderada; Grupo 3 formado por 7 perros con una degeneración mixomatosa de la válvula mitral severa y falla cardíaca moderada; Y grupo 4 formado por 2 perros con una degeneración mixomatosa de la válvula mitral severa y falla cardíaca severa. Las pruebas diagnósticas incluyeron radiografías torácicas, ecocardiogramas, perfil de química sanguínea y la medición del péptido natriurético cerebral por medio de un radioinmunoensayo específico canino. Donde se encontró una correlación significativamente positiva entre el péptido natriurético cerebral plasmático y los grupos con falla y enfermedad cardíaca (p < 0.036). los valores plasmáticos del péptido

27 natriurético cerebral se incrementaron progresivamente con el incremento en la severidad de la degeneración mixomatosa de la válvula mitral y la falla cardíaca (11). En 2004 Chetboul y col, Investigaron la utilidad de los péptidos natriuréticos en el diagnóstico de la fase oculta de cardiomiopatía en distrofia muscular. En este estudio se utilizaron 50 golden retrivers sin signos clínicos o radiográficos de enfermedad cardíaca, de los cuales 21 presentaban distrofia muscular del golden retriver (GRMD) y los otros 29 eran de control. Los perros de control y los que presentaban GRMD se dividieron en dos subgrupos de acuerdo con la edad (< y de 12 meses edad, respectivamente). A todos los perros se les realizó eco cardiografía y se les determinó los niveles plasmáticos de BNP y ANP por radioinmunoanalisis. No se observó dilatación o disfunción ventricular en ninguno de los perros, ni los de control ni los que presentaban GRMD. Las concentraciones plasmáticas de ANP no difirieron significativamente entre los perros de control y los GRMD (desviación estándar media = 72±49 versus 58±23 pg/ml, respectivamente, p = 0.21). En contraste, las concentraciones plasmáticas de BNP fueron significativamente altas en los perros con GRMD comparados a los perros de control (desviación estándar media = 117 ± 92 versus 46 ± 22 pg/ml, respectivamente, p < 0.05). En perros a 12 meses de edad, la sensibilidad y especificidad del BNP para identificar cardiomiopatía secundaria a la GRMD con un corte de 65 pg/ml fue del 78 y 86%, respectivamente. Para el mismo valor de corte, la sensibilidad cayo en 46%, mientras que la especificidad aumento a 100% en perros menores de 12 meses de edad. Concluyeron que las concentraciones de BNP pueden ser de utilidad como marcadores bioquímicos de cardiomiopatía asinomática en perros mayores de 12 meses de edad (12). En 2007, Prošek y col, realizaron una investigación en la cual determinaron la utilidad de Factor natriurético atrial, el factor natriurético cerebral, endotelinas y la troponina I cardíaca para distinguir entre disnea de origen cardíaco y no cardíaco en perros. En ese estudio utilizaron 48 perros que ingresaron al hospital veterinario con distress respiratorio, a estos pacientes se les determinó las concentraciones plasmáticas del péptido natriurético atrial (NT-proANP), péptido natriurético cerebral (BNP), endotelina 1 (ET-1) y la troponina cardíaca tipo I (ctni). Y se determinó la etiología de la disnea mediante el examen físico, radiografías torácicas y eco cardiografía. Se diagnóstico falla cardíaca congestiva (CHF) en 22 de los perros y disnea de origen no cardíaco (nohd) en los otros 26 perros. Los análisis revelaron una diferencia significativa entre los grupos de NTproANP (media geométrica, confianza [CI] del 95%; no HD: 0.26 nmol/ml, 95% de CI ; con CHF: 1.38 nmol/ml, 95% de CI nmol/ml; p < ), BNP (no HD: pg/ml, 95% de CI pg/ml; con CHF: pg/ml, 95% de CI pg/ml; p < ), y ET-1 (no HD: 0.32 fmol/ml, 95% CI fmol/ml; con CHF: 1.26 fmol/ml, 95% de CI fmol/ml; p < ). Las concentraciones plasmáticas de