SUSTANCIAS VASODILATADORAS DEPENDIENTES DEL ENDOTELIO

Furchgott demostró experimentalmente que el endotelio era necesario para que la acetilcolina produjese vasodilatación y que su ausencia producía un efecto contrario (vasoconstricción). Se infirió que necesariamente este endotelio tendría que producir una sustancia vasodilatadora no identificada, a la cual se le acuñó el nombre de factor de relajación derivado del endotelio (EDRF). Posteriormente, Ignarro determinó que ese factor era el mismo óxido nítrico y Palmer y Moncada describieron la vía de síntesis del NO a partir de la L-arginina, por acción de la iNOS (8).

1) ÓXIDO NÍTRICO

El óxido nítrico (NO) es un radical libre, afortunadamente hipo-reactivo como tal, altamente difusible y con una vida media ultracorta, desde 5 hasta 40 segundos. Logra su acción a través del guanosín-monofosfato cíclico (GMPc) soluble y se forma en el endotelio a partir de un aminoácido, la arginina, mediante la activación de la NO sintasa constitutiva, cNOS (8). A pesar de ser un radical libre (posee un electrón no apareado), su acción es bloqueada por los radicales libres (superóxido), o por la hemoglobina y puede ser protegido por barredores de radicales libres intrínsecos (scavengers), como la superóxido dismutasa, e incluso por sustancias antioxidantes como la vitamina E (9).

El NO es secretado tanto abluminalmente como en forma intraluminal, en donde interactúa con células sanguíneas y proteínas. A nivel plaquetario se tiene que el aumento del GMPc está asociado a una disminución de la adhesión y agregación plaquetaria y que las plaquetas producen sustancias como la adenosina difosfato (ADP), la adenosina trifosfato (ATP) y la serotonina, las cuales liberan óxido nítrico y prostaciclina a partir del endotelio. Por otra parte, la trombina, la mayor enzima de la cascada de la coagulación, estimula la liberación de NO por el endotelio, en un útil efecto vasodilatador que trata de contrarrestar el daño ocasionado por el trombo. De esta manera cuando las plaquetas, o la cascada de coagulación son activadas, las células endoteliales intactas liberan inmediatamente NO, ocasionando vasodilatación e inhibición plaquetaria. De ahí, que el endotelio sea una superficie trombo-resistente.

ENZIMAS ÓXIDO NÍTRICO SINTASAS INDUCIBLE Y CONSTITUTIVA

La enzima catalizadora óxido nítrico sintasa (no sintetasa, pues no requiere ATP), es constitutivamente expresada y existen varias isoformas de ella en las células endoteliales, macrófagos, plaquetas, células de músculo liso y cerebro. En las células endoteliales, la expresión del gen NO sintasa -aunque constitutivamente activado- es supra-regulado por la fuerza de rozamiento y por los estrógenos. La hiperemia inducida por el ejercicio -a través de la fuerza de rozamiento-, ocasiona aumento en la liberación del NO. De ahí el por qué, de uno de los efectos benéficos del ejercicio (10, 11). Como ya se dijo, el endotelio posee normalmente la enzima óxido nítrico sintasa constitutiva (cNOS), pero ese mismo endotelio y otras células como macrófagos activados, músculo liso, etc., pueden expresar bajo el estímulo de algunas citocinas, o de endotoxinas bacterianas, la isoforma inducible de la óxido nítrico sintasa (iNOS), la cual produce NO en altas concentraciones y durante tiempo prolongado, con efectos deletéreos como una vasodilatación exagerada (12,13).

Podemos resumir diciendo que existe normalmente un NO "bueno" y otro "malo", este último generado cuando se expresa la iNOS, activada por ciertas noxas (14) Otro hecho de vital importancia es el que el endotelio arterial, a diferencia del venoso, produce constantemente NO. Y más interesante aún, que la arteria mamaria interna y la gastroeplipoica, producen intrínsecamente, mayores cantidades de NO. De ahí que sean resistentes al proceso aterosclerótico y que hoy día se utilicen en primera instancia en la revascularización quirúrgica coronaria (15).

OXIDO NÍTRICO Y MÚSCULO LISO

El NO como gas, es altamente difusible y al mismo tiempo muy liposoluble, no requiriendo de esta manera un receptor específico para su acción. El músculo liso subyacente actúa como un sistema blanco específico, ocasionando su relajación mediante el GMPc, el cual finalmente va a disminuir la acción del Ca++ a nivel de la pared vascular (16).

2) PROSTACICLINA (PGI2)

Es el mayor miembro de la familia de las prostaglandinas producida por el endotelio (17). Se trata de una sustancia vasodilatadora, no tan potente como el NO, pero que también inhibe la agregación plaquetaria mediante la activación de la adenil-ciclasa; además, es rápidamente degradada en el plasma.

SÍNTESIS Y LIBERACIÓN

Estímulos mecánicos o químicos a nivel de la membrana ocasionan liberación de prostaglandinas, incluyendo prostaciclina, las cuales no son almacenadas. De esta manera en el endotelio, el flujo pulsátil, además de algunos mediadores endógenos (bradiquinina, trombina, serotonina, factor de crecimiento derivado de la plaqueta, interleucina 1), y la hipoxia, estimulan la producción de prostaciclina. Esta producción se inicia con la activación de la fosfolipasa A2, la cual libera ácido araquidónico a partir de los fosfolípidos de membrana. Posteriormente la ciclo-oxigenasa lo convierte en endoperóxidos de prostaglandina (prostaciclina H2) y finalmente la prostaciclina sintetasa, la convierte a prostaciclina, que se une a su receptor de membrana, activando la adenil-ciclasa y aumentando subsecuentemente los niveles de AMPc.

Las plaquetas son muy sensibles al aumento del AMPc, el cual inhibe la activación pero no la adhesión plaquetaria. Esto se traduce en que la PGI2 tiene como mayor papel biológico, la prevención de la activación de las plaquetas y la formación de trombos. La síntesis de PGI2 puede ser estimulada por ATP, catecolaminas, kininas, calcioantagonistas, inhibidores de la enzima convertidora y nitrovasodilatadores.

ACCIONES

Fisiológicamente la prostaciclina es una hormona local o paracrina. Causa relajación del músculo liso subyacente y en el lumen previene la agregación plaquetaria, siendo esta como ya se dijo, su principal acción. Al mismo tiempo que se produce prostaciclina, se produce tromboxano A2, el cual tiene propiedades pro-agregantes y de vasoconstricción. En caso de disrupción endotelial, predomina la acción del tromboxano A2. Otro hecho interesante es que el endotelio arterial produce 5 a 10 veces más prostaciclina que el venoso. Esto muy seguramente explique la mayor tasa de fracaso de los puentes aorto-coronarios venosos que los de arteria mamaria interna.

3) FACTOR HIPERPOLARIZANTE DERIVADO DEL ENDOTELIO

En ciertos lechos vasculares, especialmente a nivel coronario, parte de la vasodilatación mediada por el endotelio puede ser atribuido a un mecanismo distinto al NO, un prostanoide. Este tercer tipo de factor relajante dependiente del endotelio, se asocia con un aumento de la conductancia del K+ y con hiperpolarización secundaria del músculo liso subyacente, mediante un efecto final que consiste en disminución del calcio intracelular (18).

4) OTRAS SUSTANCIAS VASODILATADORAS DEPENDIENTES DEL ENDOTELIO

La bradiquinina, la trombina, la sustancia P, la histamina, la acetilcolina, a través de receptores muscarínicos M1-, el ADP y el roce tangencial de la sangre sobre el endotelio, son factores que están íntimamente relacionados -aunque en menor potencia- con la vasodilatación mediada por el endotelio. Cobran importancia en estados patológicos cuando existe hiperproducción y magnificación de la vasodilatación secundaria (19).

SUSTANCIAS VASOCONSTRICTORAS DERIVADAS DEL ENDOTELIO

1) LAS ENDOTELINAS

La endotelina (ET) fue descubierta por Yanagisawa en 1988 y hasta la fecha es el vasoconstrictor más potente que se conoce (10 veces más que la Angiotensina II); hasta el momento hay tipificadas 4 isoformas (20). Desde el punto de vista de investigación en humanos, la más importante es la isoforma I (ET-I), llamada también la endotelina humana-porcina y que es producida exclusivamente en el endotelio. Su estructura es muy similar a la sarafotoxina (el veneno del áspid, con el cual se suicidó Cleopatra), ocasionando espasmo coronario, infarto y fibrilación ventricular. Es decir, "Cleopatra murió de una sobredosis de endotelina". BIOSÍNTESIS Normalmente existe como un precusor llamado pre-pro-endotelina, el cual se convierte a proendotelina mediante una endopeptidasa y luego a endotelina "madura" o ET-I, por acción de la enzima convertidora de endotelina. La expresión del gen de pre-proendotelina está regulado positivamente por diferentes factores: 1) Sustancias químicas incluyendo el factor de crecimiento epidermal (EGF), la interleucina1, el factor de crecimiento transformante ß, la vasopresina o la hiperglicemia. 2) Estrés de rozamiento y en algunos casos, por inhibición de la síntesis de proteínas que lleva a la superinducción del RNA mensajero pre-pro-endotelina.

ACCIONES DE LA ET-I

Tiene también una vida media muy corta (hasta 77 segundos), es secretada en forma continua y su medición o cuantificación es bastante difícil. Se comporta como un elemento autocrino y regula tanto el tono, como la estructura vascular. El efecto vasoconstrictor de este polipéptido es independiente del sistema alfadrenérgico, histaminérgico, colinérgico y serotoninérgico y no está mediado por vasopresina ni por angiotensina. Posee además un efecto inotrópico importante, lo que dio luz sobre su mecanismo de acción: está dado simplemente por aumento del Ca++ en el citosol, ejerciendo este efecto de una manera dosis dependiente. Constriñe todo el sistema vascular, incluyendo linfáticos, siendo más sensibles las venas. Y a nivel coronario, más el lecho subendocárdico que el epicárdico, lo cual sugiere que regula el flujo coronario. Cuando se infunde ET-I se produce inicialmente una respuesta vasodilatadora ocasionada por la liberación de óxido nítrico, a través de un receptor específico, (ver más adelante). Su acción no se limita al músculo liso vascular, pues también produce contracción del músculo liso bronquial, el íleo y el útero. Ocasiona además proliferación de músculo liso, del mesangio y de los fibroblastos.

MECANISMO DE ACCIÓN

Como ya se anunció, su efecto vasoconstrictor e inotrópico positivo se logra a través de una vía final común: aumento del Ca++ en el citosol. Para este efecto, la ET-I se une a su receptor específico en el sarcolema, activando la fosfolipasa C, lo cual induce hidrólisis de los lípidos de inositol localizados en la membrana (IP), liberándose IP3 y diacil-glicerol. El IP3 libera Ca++ del retículo sarcoplasmático al citosol (21). Vale la pena mencionar que este es un paso cafeína sensible, que permite entender el efecto deletéreo del exceso de cafeína en hipertensos. Por otro lado, la vía del diacil-glicerol activa la proteín-cinasa C, la cual, entre otras funciones, activa la compuerta Na+/H+, aumentando finalmente la entrada de Ca++ a la célula del músculo liso. Uno de los mecanismos por el cual se puede bloquear de manera muy específica la acción de la ET-I, es mediante el empleo de calcioantagonistas (22). Por otro lado, el NO, la PGI2 y el péptido natriurético atrial (ANP), inhiben la producción de ET-I.