EFECTO DE LOS PRODUCTOS FINALES DE GLICOSILACIÓN AVANZADA (AGES) EN LA RESPUESTA VASCULAR DE AORTAS DE RATAS CON SÍNDROME METABÓLICO.

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1 EFECTO DE LOS PRODUCTOS FINALES DE GLICOSILACIÓN AVANZADA (AGES) EN LA RESPUESTA VASCULAR DE AORTAS DE RATAS CON SÍNDROME METABÓLICO. Rubio Ruiz M.E.*, Díaz Díaz E., Cárdenas León M., Argüelles Medina R., Sánchez Canales P., Larrea Gallo F. y Guarner Lans V. * Departamentos de Fisiología* del Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez y de Biología de la Reproducción del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. esther_rubio_ruiz@yahoo.com RESUMEN OBJETIVO. Determinar el efecto de los AGEs sobre la respuesta vascular de aortas de ratas controles (C) y de ratas que presentan síndrome metabólico (SM). MATERIAL Y METODOS. Se utilizaron: ratas control que recibieron agua y ratas con SM que recibieron 30% de azúcar comercial en el agua de bebida, ambas con alimento sólido comercial por 24 semanas; se les registró la presión arterial (PA), peso corporal y concentración de insulina y triglicéridos (TAGs) en suero. Se trabajó en cámara de órgano aislado con anillos de aorta torácica y se evaluó la respuesta vascular a norepinefrina y a acetilcolina en presencia de albúmina glicada (AGE-BSA) y albúmina sin modificar (BSA), como control. Para evaluar el efecto de los AGEs sobre la vasodilatación, usamos L-NAME, inhibidor de la sintasa de óxido nítrico, como control. RESULTADOS. La PA fue significativamente mayor en el grupo con SM que en el C (138.9 ± 0.78 vs ± 1.7 mm de Hg). Las concentraciones de insulina y TAGs en las ratas con SM fueron significativamente mayores que los de las ratas C (0.660 ± vs ± ng/ml y 55.6 ± 4.7 vs ± 12.8 mg/dl, respectivamente). La vasoconstricción de las aortas de ambos grupos de ratas no se afectó significativamente por la albúmina glicada y sin glicar. Sin embargo, tanto la BSA como la AGE-BSA disminuyeron la relajación vascular en las aortas de C en un 40% mientras que en las aortas de ratas con SM no tuvieron efecto significativo. CONCLUSIONES. La BSA y la AGE-BSA ejercen un control vascular inhibiendo el efecto relajante del óxido nítrico en las aortas de las ratas control. Sin embargo, en las ratas con SM este efecto no es evidente debido a posibles alteraciones en las células endoteliales que se presentan como consecuencia de la enfermedad. Palabras clave: AGEs, síndrome metabólico, albúmina. INTRODUCCIÓN Los azúcares reductores (como la glucosa o la ADP-ribosa) provocan la alteración de las proteínas mediante la reacción de glucosilación no enzimática también denominada glicación o reacción de Maillard. Esta reacción se produce en varias etapas: las iniciales son reversibles y se llevan a cabo en tiempos relativamente cortos, mientras que las posteriores transcurren más lentamente y son irreversibles originando una serie de productos denominados genéricamente productos de glicosilación avanzada AGE. Una de las proteínas más suceptibles a ser modificadas por este proceso de glicación es la albúmina debido a su gran cantidad en el suero.

2 Para su estudio, algunos AGEs han sido aislados de pacientes y otros más han podido producirse in vitro. Estos compuestos son fluorescentes, presentan color pardo amarillento y resultan del entrecruzamiento con otras proteínas o con zonas de la misma proteína (Reynolds, 1963). Los AGEs están implicados en procesos de envejecimiento celular y en el desarrollo de las complicaciones crónicas de la diabetes como el daño vascular y renal. Estos compuestos actúan a través de dos mecanismos: 1) modificando proteínas estructurales intra y extracelulares y 2) desencadenando procesos intracelulares a través de la unión con sus receptores (de la familia de las inmunoglobulinas) localizados en la superficie celular de monocitos, macrófagos, células endoteliales y células del músculo liso vascular (Schmidt, 1996). La unión de los AGEs a estos receptores desencadena la generación de especies reactivas de oxígeno que modulan la función celular induciendo, por ejemplo, procesos inflamatorios. Se ha reportado una relación entre el daño endotelial y la incidencia de eventos cardiovasculares en modelos animales y pacientes diabéticos. Algunos estudios postulan que la disminución en la producción de óxido nítrico (NO) endotelial favorece el desarrollo del proceso ateroesclerótico. Aunque no está completamente estudiado el mecanismo por el cual la diabetes desencadena el daño endotelial, la hipótesis más aceptada es la presencia de AGES en el plasma de los pacientes y su relación con la producción de NO endotelial. Por otro lado, se ha reportado que la albúmina aún sin glicar, reacciona con el NO modulando las acciones biológicas de éste e incrementando la permeabilidad endotelial (Predescu, 2002). Hogan y colaboradores (1992) reportan que los AGES son capaces de reaccionar con el NO producido por las células endoteliales por lo que los efectos antiproliferativos que tiene el NO sobre las células musculares lisas y sobre las células mesangiales del riñón se ven afectados así como el proceso de relajación vascular. En el 2003, Xu y colaboradores estudiaron los efectos de los AGES, tanto in vivo como in vitro, en conejo. Sus resultados demuestran que los AGES (BSA-glicada producida en el laboratorio) disminuyen la producción de NO en las células endoteliales aisladas de arterias femorales. Así mismo, trabajando con anillos aislados incubados con AGES, la respuesta a acetilcolina está disminuída en un 50% comparada con los controles y con los anillos tratados con la proteína sin modificar (BSA), la cual no tiene efecto sobre la relajación vascular. En el laboratorio de Fisiología del Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, trabajamos con animales que presentan síndrome metabólico (SM) induciendo su condición por la ingesta crónica de sacarosa en el agua de beber. Estos animales son hipertrigliceridémicos, hiperinsulinémicos, hipertensos y presentan una clara adiposidad central, características de la enfermedad. Algunos de estos síntomas se acentúan con la edad y están asociados a fallas renales y a enfermedades cardiovasculares. Así mismo, se ha visto que algunas de estas complicaciones están relacionadas con daños en la estructura y función endotelial.

3 OBJETIVO Determinar el efecto de la albúmina y de los AGES sobre en la respuesta vascular de aortas de ratas controles y en un modelo de ratas que presentan síndrome metabólico (SM). MATERIALES Y MÉTODOS Preparación de AGES. Los AGES fueron preparados, purificados y caracterizados en el Iaboratorio de Biología de la Reporoducción del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán mediante la técnica descrita por Brownlle en Los AGES (albúmina sérica bovina glicada: AGES-BSA) y el control negativo (BSA sin modificar) se mantuvieron a 70 C hasta su utilización. Animales. Se utilizaron 24 ratas Wistar machos de 25 días de edad que se separaron en 2 grupos: grupo I: controles (C) y grupo II: experimentales (animales con SM). Los grupos control recibieron agua y los experimentales 30% de azúcar comercial en el agua de bebida por un periodo de 24 semanas. Todos los animales recibieron alimento comercial para roedores at libitum y se mantuvieron en condiciones de temperatura y ciclo de luz-obscuridad controladas. Al término del periodo, a los animales de ambos grupos se les medió la presión arterial sistólica en la cola conectándola a un electroesfingomanómetro programado por Narco Bio-systems Inc., Healthdyne Co., y se les registró el peso corporal. Posteriormente los animales fueron sacrificados por decapitación. Obtención de suero y determinación de perfil lipídico y concentración de insulina. Los animales se sometieron a ayuno de 12 horas y se decapitaron para colectar la sangre. Para la obtención del suero, posterior a la formación del coágulo, la sangre se centrifugó a 3000 rpm durante 15 minutos a temperatura ambiente. La concentración de colesterol y triglicéridos (Tags) se determinó por métodos enzimáticos colorimétricos comerciales, La concentración de insulina fué determinada por radio-inmuno análisis. Preparación del tejido vascular y determinación de la reactividad vascular in vitro. Se trabajó en cámara de órgano aislado con anillos de aorta torácica evaluando la contracción vascular (en g) inducida por norepinefrina (NE) (1 M) y la respuesta en curvas dosis-efecto a acetilcolina (Ach) (1*10-9 1*10-4 M) en ausencia y en presencia de dos concentraciones de albúmina glicada (AGE-BSA): 10 U/ml y 40 U/ml. Como control, repetimos las curvas dosis-efecto en presencia de albúmina sin modificar (BSA) en concentraciones equivalentes de proteína (1 y 4 mg/ml, respectivamente). Para comparar el efecto de los AGES sobre la inhibición total de la vasodilatación, realizamos los ensayos incubando a los anillos en presencia de 300 M de L-NAME (inhibidor de la sintasa de NO) durante 10 minutos. RESULTADOS. En la tabla 1 se presentan los valores de las ratas control y con SM. Como puede observarse, los animales experimentales presentan: hipertensión arterial, hipertrigliceridemia, hiperinsulinemia y resistencia a la insulina; características prppias de la enferemedad.

4 Parámetros Control SM Peso corporal (g) ± ± 38.1 Presión arterial ± ± 0.8 * (mm de Hg) Tags (mg/ dl) 55.6 ± ± 12.8 * Insulina (U/ml) 6.5 ± ± 5.7 * Glucosa (mm) 5.9 ± ± 0.7 Tabla 1. Valores de ratas C y con SM. n = 6; p< 0.01 En cuanto al peso corporal, no existe diferencia significativa entre los grupos; sin embargo, los animales con SM desarrollan una clara acumulación de grasa abdominal que no está presente en los animales C. La vasoconstricción inducida por NE en los anillos de aortas de rata C y experimentales, no se ve afectada significativamente por la presencia de BSA glicada y sin glicar. Sin embargo, como era de esperarse, el L-NAME estimula más la contracción vascular, siendo significativamente mayor en los animales con SM (154.41± 10.35% vs ± 7.58%, respectivamente). Estos resultados se muestran en la figura 1. Figura 1. Efecto de AGE-BSA sobre la contracción vascular en anillos de aorta de ratas C y con SM. *p < 0.05 ; **p<0.001 La figura 2 muestra el efecto de la BSA glicada y sin glicar (40 U/ml) sobre la relajación en las aortas de las ratas C (Panel A) y con SM (Panel B). En las aortas de las ratas C, tanto la BSA como la AGE-BSA inhiben significativamente la relajación dependiente de endotelio en aproximadamente, un 35% comparado con la relajación de los anillos sin tratamiento. Este efecto no fue evidente utilizando BSA glicada y sin modificar en concentraciones de 10 U/ml. Sin embargo, en las aortas de los animales con SM, la vasorelajación no se ve afectada con la presencia de la BSA glicada y sin glicar en ninguna dosis utilizada. Este efecto no es evidente debido a posibles alteraciones en las células endoteliales que se presentan como consecuencia de la enfermedad.

5 Figura 2. Efecto de AGE-BSA sobre la relajación vascular en anillos de aorta de ratas C y con SM. *p < 0.05 CONCLUSIONES. La BSA y la AGE-BSA ejercen un control vascular inhibiendo el efecto relajante del óxido nítrico en las aortas de las ratas control. Sin embargo, en las ratas con SM este efecto no es evidente debido a posibles alteraciones en las células endoteliales que se presentan como consecuencia de la enfermedad. BIBLIOGRAFÍA. 1. Brownlle M. (1983) J. Exp. Med. 158: Hogan M., Cerami A. y Bucala R. (1992) J. Clin. Invest. 90: Predescu, D. et. al. (2002) PNAS 99 (21): Reynolds, TM. (1963) Adv. Food. Res. 12: Schmidt, A.M. et.al. (1994) J. Biol. Chem. 269(13): Xu B. y cols. (2003) FASEB J. 17(10):