SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.28 número1Relación inversa del volumen y función auricular izquierda en pacientes hipertensos sin insuficiencia cardíacaImpacto de la Occidentalización sobre factores de riesgo cardiovascular en inmigrantes asiáticos residentes en el Norte Grande de Chile índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Servicios Personalizados

Revista

Articulo

Indicadores

Links relacionados

Compartir


Revista chilena de cardiología

versión On-line ISSN 0718-8560

Rev Chil Cardiol v.28 n.1 Santiago abr. 2009

 

Revista Chilena de Cardiología - Vol. 28 N°1 31-44, 2009

INVESTIGACIÓN CLÍNICA

Nueva estrategia de preacondicionamiento no hipóxico que atenúa el efecto de la Isquemia-Reperfusión en pacientes sometidos a cirugía cardíaca con circulación extracorpórea

A new strategy of non hypoxic pre conditioning attenuating ischemia-reperfusion injury in patients submitted to cardiac surgery with extracorporeal circulation

 

Rodrigo Castillo1, Ramón Rodrigo1, Rodrigo Pizarro1, Matías Escobar1, Mauricio Cereceda2, René Asenjo2, Ernesto Larraín2, Rodrigo Castillo-Koch2, Juan Espinoza2, Gina Sánchez3, Paulina Donoso3, Julia Araya4.

1 Laboratorio de Fisiopatología Renal, Facultad de Medicina, Universidad de Chile.

2 Centro Cardiovascular, Hospital Clínico, Universidad de Chile

3 Laboratorio de Señales mediadas por Calcio, Centro FONDAP, Facultad de Medicina, Universidad de Chile.

4 Departamento de Nutrición Facultad de Medicina, Universidad de Chile.

Correspondencia:


Resumen

Antecedentes de la investigación: El preacondicionamiento hipóxico se ha utilizado como medida de protección para el miocardio, sin embargo es clínicamente inaplicable. Las especies reactivas de oxígeno (ERO), estarían involucradas en la producción de modificaciones estructurales y eléctricas, que hacen susceptible al tejido auricular a arritmias y disfunción contráctil. Por lo tanto, un reforzamiento del sistema de defensa antioxidante protegería al corazón del daño hipóxico.

Objetivo: Determinar el efecto de la suplementación de Omega 3 y vitaminas antioxidantes C y E, en el estado antioxidante de pacientes sometidos a cirugía cardíaca con circulación extracorpórea (CEC).

Métodos: Un total de 50 pacientes se incluyó en el protocolo. Se randomizaron 15 pacientes a recibir Omega 3, siete días antes de la cirugía, y vitaminas C y E, dos días antes de la cirugía, ambos hasta el post-operatorio y 15 a placebo. Los valores controles se obtuvieron en 20 pacientes sin intervención farmacológica preacondicionante. Se obtuvieron muestras de sangre en condiciones básales, antes del inicio de las vitaminas, 6-8 h post-operatorio y al alta para la determinación del estado antioxidante (capacidad antioxidante del plasma, FRAP; relación glutatión reducido (GSH)Zoxidado (GSSG) y enzimas antioxidantes en eritrocito y daño oxidativo (malondialdehído y F2 - isoprostanos en plasma). En tejido se midió por Western Blot la expresión de la subunidad catalítica de la NADPH oxidasa (NOX-2) y la citosólica p47phox. La localización de la subunidad de membrana NOX-2/gp91phox se evidenció mediante inmunofluorescencia. Como índice de daño oxidativo en tejido se utilizaron los niveles de malondialdehído. Se utilizó análisis multivariado ANOVA con post-test de una vía de Bonferroni.

Resultados: Al momento de la cirugía, los pacientes que habían recibido tratamiento, presentaban niveles de GSH/GSSG un 56% mayor (p<0.03); en el postoperatorio inmediato tenían valores mayores de FRAP (30%; p<0.04) y glutatión peroxidasa (25%; p<0.05) que el grupo placebo. En el tejido auricular había menor expresión de la subunidad NOX-2/gp91 phox y de la subunidad citosólica p47phox en los tratados. La presencia de gp91phox en la membrana plasmática de los cardiomiocitos se confirmó por inmunofluorescencia. En cuanto al daño oxidativo en plasma y tejido, los niveles de malondialdehído fueron 21 (p<0.03) y 46 % (p<0.05) menores y los niveles plasmáticos de F2-isoprostano 27% (p<0.04) menores en el grupo que recibió tratamiento.

Conclusiones: La suplementación con Omega 3 y vitaminas antioxidantes, atenúa el daño oxidativo en pacientes sometidos a cirugía cardíaca con CEC. Se sugiere que este efecto podría obedecer al menos en parte a una regulación negativa de la actividad de la NADPH oxidasa de los cardiomiocitos.

Palabras claves: Cirugía cardíaca, estrés oxidativo, tejido auricular, NADPH oxidasa.


Background: Oxygen reactive species (ORS) might be involved in structural and electrical changes rendering the atria susceptible to arrhythmias and contractile dysfunction.

Aim: to determine the effect of supplementation with omega-3 and vitamins C and E on the anti-oxidative capacity of patients submitted to cardiac surgery with extracorporeal circulation (EC).

Methods: the study was performed on 50 patients: 15 received omega-3 7 days before and vitamins C and E 2 days before surgery; 15 patients received placebo; 30 patients served as controls and did not received drugs or placebo. Blood samples were obtained before omega-3 administration, again before vitamin administration, 6-8 hr postoperatively and at discharge. Plasma antioxidant capacity (FRAP), the relation of reduced to oxidized glutathione (GSH/GSSG), erythrocyte antioxidant enzymes and oxidative stress (malon-dialdehyde (MDA) and F2 isoprostanes) were measured. Western blott was used to determine the expression of the cathalytic subunit of NADPH oxydase (NOX-2) and its cytosolic fraction (p47phox). Immunofluorescence was used to localize the membrane subunit NOX-2/gp91phox. The levels of MDA were used as an index of oxidative stress. Statistical analysis was performed with ANOVA and one-way post test Bonferroni.

Results: treated patients had 56% greater levels of GSH/GSSG at the time of surgery; after the operation their FRAP values were 30% greater and glutathione peroxydase 25% greater than the placebo group. Treated patients also had a decreased expression of NOX-2/gp91phox and p47phox compared to placebo. The presence ofgp91phox in the plasma membrane of cardiomyocytes was confirmed by immunofluorecense. Plasma MDA levels were 21% lower and tissue levels 46% lower in the treated group. Also, F2-isoprostanes were 27% lower in the same group.

Conclusion: omega-3 and antioxidant vitamin supplementation decreases the oxidative stress in patients undergoing cardiac surgery with EC. It is postulated that the observed effect might be related to down-regulation of NADPH oxydase in cardiomyocytes.

Key words: Cardiac surgery, oxidative stress, atrial tissue, NADPH oxidase.


 

Introducción

Recientes estudios dan cuenta del importante papel de las especies reactivas del oxígeno (ERO) en la fisiopatología de las enfermedades cardiovasculares. Además, en condiciones fisiológicas normales, las ERO pueden intervenir en la regulación de procesos fisiológicos como el crecimiento celular e inmunidad, actuando como segundos mensajeros1. En los pacientes sometidos a cirugía cardíaca con circulación extracorpórea (CEC) el tejido es sometido inevitablemente a un ciclo de isquemia-reperfusión (IR) que Incrementa la tasa de generación de ERO, las cuales producen modificaciones bioquímicas de biomoléculas, resultando en alteraciones estructurales y eléctricas. Estos cambios alteran las propiedades del tejido auricular que son necesarias para el cumplimiento de funciones tan importantes como la contractilidad y la conducción del impulso eléctrico. En consecuencia, se pueden desarrollar trastornos cardíacos que incluyen principalmente a las arritmias e insuficiencia cardíaca. Actualmente existe evidencia de la asociación entre el daño oxidativo en el tejido cardíaco posterior a la cirugía con CEC y la actividad de ciertos sistemas enzimáticos productores de ERO, como xantina oxidasa, oxido nítrico sintasa, etc2. La NADPH oxidasa es la mayor fuente de superóxido (O2.-) en las células endoteliales y en los cardiomiocitos3. La actividad de esta enzima ha demostrado la asociación de su actividad con el daño oxidativo en órganos blancos, como el riñon en el caso de la diabetes mellitus4, la hipertensión arterial5 y el infarto agudo de miocardio6. Últimamente, se ha relacionado su abundancia y actividad como principal marcador predictor de fibrilación auricular postoperatoria (FAPO), importante evento de morbimortalidad en este grupo de pacientes, independiente de su etiología quirúrgica7.

Con el propósito de disminuir la vulnerabilidad del tejido miocárdico a la ocurrencia de estas alteraciones estructurales y funcionales provocadas por el ciclo IR, se ha recurrido a modelos de preacondicionamiento, consistentes en medidas aplicables con antelación al evento quirúrgico. El modelo de preacondicionamiento hipóxico, por ejemplo, plantea que eventos repetidos de isquemia de corta duración en el tejido cardíaco, despiertan respuestas celulares protectoras frente a un evento isquémico mayor8. Esta estrategia es de aplicación muy limitada desde el punto de vista clínico en este tipo de pacientes. Sin embargo, existen estrategias más factibles de ser utilizadas en estos casos y que consisten en lograr un efecto similar a través de recursos farmacológicos sin someter al paciente a un riesgo de complicación evidente9. Muy recientemente, se ha acuñado el término de preacondicionamiento no hipóxico. Un ejemplo de este último es la utilización de los ácidos grasos omega-3 en la prevención de las arritmias postoperatorias, las cuales se asocian a mayor morbimortalidad postquirúrgica, aumento del costo y de los días de hospitalización10. Estos compuestos están siendo utilizados en forma creciente debido a sus propiedades antinflamatorias11, antiarrítmicas12 y anticoagulantes13, demostradas en estudios in vitro14. 15, in vivo1617, y en grandes estudios clínicos en pacientes con cardiopatía coronaria que reducen su mortalidad por eventos cardiovasculares posteriora un infarto (18,19).

De especial relevancia ha resultado el estudio realizado por Caló y cols, 200512, quienes demostraron que la administración previa de Omega 3 (2 g al día durante 5 días) a pacientes que van a ser sometidos a cirugía cardíaca, disminuye la incidencia de FAPO en un 50%.

Además, se ha demostrado que los antioxidantes como la vitamina C administrados a este mismo tipo de pacientes, como así mismo a animales de experimentación, también contribuye a disminuir la ocurrencia de arritmias postoperatorias20. Sin embargo, el mecanismo por el cual este efecto se produce es distinto al que logró el modelo utilizado por Caló, siendo ambos aplicables a un mismo paciente con lo cual se espera la optimización del efecto preacondicionante.

Sobre la base de a los antecedentes analizados, nosotros planteamos el diseño de un nuevo protocolo, basado en un modelo de preacondicionamiento no hipóxico que utiliza tanto la acción de los ácidos grasos Omega-3 como el efecto antioxidante de las vitaminas C y E con el objetivo de preparar al miocardio para la injuria por IR postquirúrgica a la que Inevitablemente se verá sometido.

Objetivo.

Determinar el efecto de la suplementación con Omega 3 y vitaminas antioxidantes C y E sobre el estado antioxidante en tejido auricular y sangre de pacientes sometidos a cirugía cardíaca con circulación extracorpórea.

Métodos

1 Tipo estudio

Se trata de un ensayo clínico controlado, randomizado, doble ciego, que ha incluido 50 pacientes (20 controles y 30 suplementados) sometidos a cirugía cardíaca con circulación extracorpórea entre julio de 2007 y septiembre de 2008, en el Centro Cardiovascular del Hospital Clínico de la Universidad de Chile. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Etica del Hospital Clínico, el Comité de Ética de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile y del Servicio de Salud Metropolitano Norte.

El consentimiento informado fue firmado los pacientes antes de ingresar al protocolo. En la Tablas 1, 2 y 3 se describen las principales características demográficas de la población en estudio, el uso de fármacos y las variables quirúrgicas de los grupos placebo y suplemento.

Las cápsulas de Omega 3 y las vitaminas C y E para el tratamiento fueron proporcionadas por el Laboratorio PROCAPS® y analizadas por cromatografía de gases para determinar su exacta composición de ácidos grasos. Esté análisis dio como resultado una proporción de 1:2 de ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA), respectivamente, equivalente a la proporción comunicada en el estudio de Caló (2005). Se administró 2 g de suplemento de Omega 3 desde 5 días antes de la cirugía, al cual se agregó 500 mg cada 12 horas de ácido ascórbico y 400 Ul de vitamina E cada 24 horas desde 2 días antes de la cirugía y ambos suplementos se continuaron administrando hasta el alta, o los respectivos placebos.

Los criterios de inclusión para ingresar al protocolo son:

1.- Mayor de 18 años y menor de 80 años

2.- Cirugía cardíaca no congénita

3.- Ritmo sinusal al momento de la randomización

Los criterios de exclusión del ingreso al protocolo son:

1.- FA crónica.

2.- Reoperación cardíaca.

3.- Ingesta de vitamina C o E, un mes previo al estudio.

4.- Insuficiencia renal crónica (cretininemia > 2.0 mg/dl).

5.- Insuficiencia hepática (bilirrubinemia > 3.0 mg/dl o albuminemia < 3.5g/dl o protrombinemia < 60% en ausencia de terapia anticoagulante oral, signos ecográficos de daño hepático crónico o presencia de várices esofágicas.

6.- Embarazo.

7.- Cardiopatía congénita.

8.- Cirugía de urgencia.




2 Procedimientos analíticos

2.1   Estandarización de técnicas

Cabe destacar que este grupo comprende 20 pacientes con ritmo sinusal, sin enfermedades causantes de estrés oxidativo o inflamación (diabetes, hipertensión, etc). Esto con el fin de determinar los valores normales de los distintos parámetros.

Se obtuvieron 5 muestras de sangre para el análisis en plasma y eritrocito de distintos biomarcadores de estrés oxidativo: la primera al momento del ingreso al protocolo, la segunda antes del inicio de las vitaminas antioxidantes (día-2), la tercera antes de entrar en circulación extracorpórea, la cuarta en el postoperatorio inmediato (6-12 horas) y la quinta al alta. La muestra de tejido se obtuvo en el momento de canular la orejuela derecha que fue separada en 2 partes iguales, una llevada a solución de cardioplejia y otra a nitrógeno líquido.

2.2  Determinación del estado antioxidante

a)  Capacidad antioxidante total del plasma FRAP (Ferric Reducing Ability of Plasma)21. Determina la habilidad de las sustancias antioxidantes del plasma de reducir el ion férrico Fe-lll a ion ferroso (Fe2+), cuyo producto absorbe a 596 nm. El límite de detección es de 10 umol/L. El valor promedio de FRAP para la población normal (N=20) fue de 290 ±28. (Ver Tabla 4).

b)  Determinación de la concentración plasmática de vitamina C por fluorimetría22 y E por HPLC 23. La vitamina C fue medida por el método FRASC (ferric reducing/antioxidant and ascorbic acid)

con un límite de detección de 3.0 umol/L y valores promedio de 41.3 ± 1.9 umol/L. En el caso de los niveles de tocoferol fueron determinados por la técnica de Cromatografía líquida de alta precisión (HPLC) con detección flurométrica. (Ver Tabla 4).

c)   Relación glutatión reducido (GSH)/glutatión oxidado (GSSG) en eritrocitos por fluorimetría24 a 350 nm como parámetro del estado rédox intracelular. Los valores promedio de esta relación en eritrocito y tejido auricular para sujetos sanos fueron de 5.81 ± 0.19 y 6.65 ± 0.77, respectivamente, valores acorde con lo reportado en la literatura25.

d)  Actividad de las enzimas antioxidantes en eritrocito. La actividad de catalasa (CAT) fue determinada por el método descrito por Aebi y cois26, basada en la cinética de descomposición del peróxido de hidrógeno a 240 nm, y expresada en base a la constante de primer orden (k)/mg proteína o g hemoglobina, respectivamente. La actividad de superóxido dismutasa (SOD) está basada en la disminución de la autooxidación de catecoles a 480 nm. Una unidad de SOD se definió como la actividad que dobla la autooxidación27. La actividad de la glutatión peroxidasa (GSH-Px) se midió en fracción citosólica (sobrenadante de 100.000 g) por un método espectrofotométrico basado en la reducción del glutatión disulfuro acoplado a la oxidación de NADPH por la glutatión reductasa28. Una unidad de GSH-Px se definió como la actividad que oxida 1 umol de NADPH por minuto. Los valores en sujetos controles en eritrocito y tejido auricular se muestran en la Tabla 4.

2.3 Parámetros de estrés oxidativo

Llpoperoxidaclón: Se determinaron los niveles plasmáticos de F2 isoprostanos mediante inmunoensayo enzimático (EIA), usando Kits (Cayman, Chemical, Ann Arbor, Ml)29 como reflejo de la lipoperoxidación in vivo al momento de la cirugía.

La lipoperoxidación en plasma y tejido se determinó también al momento de la cirugía. Se midió a través de la detección fluorimétrica del aducto malondialdehído-ácido tiobarbitúrico mediante la técnica de HPLC con extracción sin solvente orgánico,utilizando como estándar 1,1,3,3 -tetrametoxipropano30. Los valores promedio de malondialdehído en plasma y tejido de sujetos sanos se muestran en la tabla 4.


2.4 Análisis en tejido auricular

a) Inmunofluorescencia: Determinación de la subunidad catalítica Nox-2 de la NADPH oxidasa31. Se cortaron muestras de 5-10 um, fijadas en paraformaldehído, y bloqueadas con mezcla de PBS/BSA/tritón al 0,2%. Se probaron anticuerpos primarios anti-rabbit (Sta. Cruz)1/300, antimouse 1/100 (Sta. Cruz). Se utilizó para la obtención, y posterior análisis, la intensidad de los canales verde y rojo por el microscopio confocal (LSM 5-Pascal, Axiovert 200, Zeiss): intensity I [0, 255], x63 oil, NA 1.4, la excitación/emisión fue 488/505-530 nm.

Se adjuntan, además, los niveles de la proteína por western blot del mismo anticuerpo.

b) Western blot. Se utilizaron anticuerpos comerciales para ambas subunidades (BD Biosciences, San Diego, CA) con el fin de determinar la abundancia de Nox-2 /gp91phox y p47Phox. Las muestras fueron cargadas en geles de poliacrilamida al 7%, y corridas bajo condiciones reductoras. Las proteínas fueron transferidas a membranas de PVDF y marcadas con los respectivos anticuerpos (dilución 1/2000). La reacción antígeno-anticuerpo fue detectada por reacción con luminol (ECL, Amstersham, Biosciences).

2.5 Comparación de los efectos

Las variaciones paramétricas se expresaron como promedio ± error estándar de la media y se compararán a través del test t de Student para muestras no pareadas, tomando como significativa toda diferencia en que p<0.05. Para estudiar asociación entre variables se aplicó un análisis multivariado de regresión logística (ANOVA) con post test de Bonferroni. Los resultados se analizaron mediante el programa Stata versión 8.0 o Graph pad 4.0. El estudio inmunohistoquímico se analizó a través de un score semicuantitativo. La determinación de la cantidad de proteína se estableció por densitometría usando el programa Scion Image (Scion Corp., Frederick, MD, USA).

Resultados

1 Estado antioxidante.

Capacidad antioxidante del plasma y relación GSH/GSSG.

El grupo que fue suplementado muestra, en el postoperatorio inmediato, niveles de capacidad antioxidante (FRAP) y GSH/GSSG un 25% y 30% mayores que los correspondientes valores del grupo placebo, respectivamente (Ver Figura 1, 2). A nivel tisular, además, los valores de GSH/GSSG fueron 29% mayores en este grupo. En tanto los niveles plasmáticos de vitamina C en el postoperatorio inmediato y al alta fueron 25% y 37% mayores en el grupo suplementado que en el grupo placebo, y 37% mayores comparados con los niveles básales al ingreso. Los niveles de tocoferol no mostraron diferencia en los valores respectivos por día de protocolo. (Ver Figura 3).

Enzimas antioxidantes

En el grupo suplementado CAT presenta en el día (-2) una actividad 20% menor que el valor basal al ingreso y una actividad 25 % menor que la del grupo placebo, tanto en el día de la cirugía como en el período postoperatorio inmediato (Ver Figura 4A). La SOD del grupo suplementado en el día (-2) presenta una actividad 20% menor que el valor basal al ingreso y 30% menor que la respectiva muestra del grupo placebo (Ver Figura 4B). La actividad de la GSH-Px los días (-2), día de la cirugía y postoperatorio inmediato fue alrededor de un 25% menor que el valor del placebo respectivo. Por su parte, la actividad en los días del postoperatorio inmediato y al alta, fue 52% y 47% mayor en los que recibieron placebo comparado con los valores básales, respectivamente (Ver Figura 4C).

Por otra parte, a nivel tisular, cabe destacar que la actividad de las enzimas CAT y GSH-Px fue un 55% y 45% mayor, en los pacientes suplementados que en los que recibieron placebo (Ver Tabla 4).

2  Marcadores de estrés oxidativo.

En cuanto a la lipoperoxidación en plasma y tejido, los niveles de malondialdehído al momento de la cirugía fueron 21% y 46% menores, respectivamente y los niveles plasmáticos de F2-isoprostanos, 27% menores en el grupo que recibió suplemento. (Tabla 4).

3 Abundancia y distribución de subunidad catalítica Nox-2 /gp91phox y p47phox.

En el tejido auricular hay menor expresión de la subunidad NOX-2/ gp91Phox y de la subunidad citosólica p47phox en el grupo suplementado (Figura 5 A y B). La presencia de gp91phox en la membrana plasmática de los cardiomiocitos se confirmó por inmunofluorescencia (patrón estriado y bajo el sarcolema). En la figura 6 se aprecia un patrón pennuclear que podría corresponder a marca de Golgi o retículo sarcoplasmático.









Discusión

Este estudio presenta la caracterización de un nuevo modelo de preacondicionamiento no hipóxico del miocardio, basado en el reforzamiento del sistema de defensa antioxidante contra el daño oxidativo consecutivo a la cirugía cardíaca con CEC. Con respecto a los grupos de estudio, la distinta etiología quirúrgica, factores de riesgo y tratamiento farmacológico previo, permiten explicar la diferencia en los biomarcadores de estrés oxidativo en el grupo de pacientes ingresados al protocolo.

Los biomarcadores de estrés oxidativo obtenidos en la población control reflejan que la cirugía provoca un aumento en el estado prooxidante sistémico, lo que concuerda con datos proporcionados por otros autores25. 32. En los datos del presente trabajo, los menores valores de FRAP en plasma y relación GSH/GSSG en eritrocito en la muestra de sangre postoperatoria (<12 h) en el grupo placebo, darían cuenta de una menor eficacia de los mecanismos de defensa antioxidante extracelular e intracelular, respectivamente, durante la cirugía, lo que se asocia a mayor injuria oxidativa, tanto a nivel de eritrocito como de tejido auricular. Cabe destacar, la mayor actividad de las enzimas antioxidantes CAT, SOD y GSH-Px a nivel del eritrocito en el postoperatorio, reflejando una respuesta antioxidante precoz secundaria al incremento en la producción de ERO producidas por la reperfusión del tejido al final de la CEC. Estudios realizados en diferentes tipos celulares o con diferentes fuentes de radicales libres describen que la inducción de estrés oxidativo en un corto período de tiempo aumenta la actividad de algunas enzimas antioxidantes, seguido de una rápida disminución en sus valores, incluso llegando a niveles básales33. Por lo tanto resulta razonable plantear una estrategia farmacológica con antioxidantes, con el fin de atenuar la magnitud del daño34.

En el caso de estos marcadores en el curso de la intervención farmacológica, es importante destacar que el efecto de los Omega 3, previo a la incorporación de las vitaminas (muestra día -2), se puede interpretar como la inducción de un estrés oxidativo de un nivel que no causa injuria oxidativa importante, pero que es suficiente para despertar respuestas protectoras a nivel miocárdico durante el evento isquémico mayor. Lo anteriormente descrito, se apoya en los datos obtenidos en el día (-2), ya que tanto el glutatión reducido (GSH) como el FRAP son menores que los valores básales en el grupo que recibe el suplemento. Sin embargo, estos valores vuelven al nivel basal antes del alta, reflejando una injuria transitoria. Existen algunos trabajos en modelos celulares y en ratones donde se describe este efecto de los Omega-3 como inductores de mecanismos de defensa antioxidante a nivel del corazón, basados en aumento en la síntesis de enzimas antioxidantes y la potenciación de respuestas antiapoptóticas35. Incluso, esta respuesta se debería a un efecto que no dependería tanto del tiempo de administración, sino que sería concentración dependiente36. En cuanto a sus beneficios clínicos varios estudios prospectivos hacen particular referencia al papel de los omega 3 en prevención secundaria postinfarto basado en la menor incidencia de eventos isquémicos y muerte súbita18.19. Este efecto cardioprotector a largo plazo, ha sido explicado en base a distintos mecanismos que incluyen: la competencia con el ácido araquidónico como sustrato de las ciclooxigenasas, el Incremento en la fluidez de las membranas con su efecto sobre canales iónicos, y finalmente, la modulación de la elevación de calcio intracelular37. Sin embargo, en vista de la sólida evidencia que involucra a las ERO en la injuria por reperfusión, no existen estudios que intenten explicar un potencial efecto antioxidante que proteja al miocardio del desarrollo de arritmias durante la reperfusión. En este contexto, los ácidos grasos Omega 3 podrían actuar directa o indirectamente como atrapadores de radicales libres producidos durante la repercusión, liberando ácidos grasos de membrana como respuesta a un incremento en la concentración de calcio intracelular o la generación de ERO38.

Junto con los efectos a largo plazo, recientes reportes han demostrado que estos compuestos previenen el remodelamiento agudo durante una arritmia de alta frecuencia (por ejemplo, una fibrilación auricular), minimizando la persistencia de la arritmia39.

Estudios posteriores han intentado extrapolar estos hallazgos a condiciones clínicas en períodos cortos. En pacientes sometidos a cirugía de bypass coronario, Caló y cois (2005) obtuvieron una significativa reducción de la incidencia de FAPO, sin embargo la Interpretación mecanística de estos datos continúa siendo un problema no resuelto.

Por otra parte, en cuanto a la fuente de ERO en el corazón, los resultados preliminares indican que una de las principales vías de formación de anión superóxido es la NADPH oxidasa40, cuyos niveles de expresión son detectables en la orejuela derecha de los controles y placebos humanos, siendo menores en el grupo suplementado con vitaminas y Omega 3 (Figuras 5A y B). La producción de superóxido también es detectable en tejido, siendo parcialmente Inhibida por difenilidonio (DPI) (Datos no mostrados).

En cuanto a la localización de esta enzima, se comprobó que la subunidad catalítica Nox-2 se encuentra en la membrana plasmática del cardiomiocito, lo que está descrito para otros subtipos celulares como el macrófago y la célula endotelial (Figura 6)41. Es importante destacar que en el caso de la actividad oxidasa de esta enzima, recientes estudios la han categorizado como el principal factor predictor asociado a complicaciones después de la cirugía con CEC, como es el caso de la FAPO7, sustentando aún con más fuerza el papel del estrés oxidativo en la patogenia de esta arritmia.

Debido a que el procedimiento de preacondicionamiento farmacológico aplicado en este estudio posee efectos sistémicos, la principal limitación del presente estudio consiste en que no fueron evaluados blancos importantes de los fármacos utilizados. Debiera tenerse en consideración que los biomarcadores detectados en sangre pueden ser el resultado del efecto metabólico gatillado en otros órganos tales como hígado, riñon y cerebro, entre otros, y no solamente en el tejido cardíaco.

Como conclusión, los datos obtenidos demuestran la ocurrencia de estrés oxidativo en pacientes sometidos a cirugía cardíaca con CEC, tanto a nivel del tejido auricular como a nivel sistémico. La suplementación con Omega 3 y vitaminas antioxidantes atenuaría el daño oxidativo. Una de las hipótesis que podría plantearse es que este efecto obedecería al menos en parte a una regulación negativa de la actividad de la NADPH oxidasa de los cardiomiocitos. Por lo tanto esta enzima destaca como un importante blanco terapéutico en el caso de nuevas intervenciones farmacológicas basadas en este modelo de preacondicionamiento no hipóxico.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por el Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología (FONDECYT), Grant 1070948. También la beca CONICYT, apoyo de realización de Tesis Doctoral 2008 N° 24080117. FONDECYT 1080497.

Se agradece la colaboración técnica de los Sres Diego Soto y Luis Monteemos, en la realización de los ensayos bioquímicos.

Referencias

1.    LAMBETH J. Nox enzymes, ROS, and chronic disease: an example of antagonistic pleiotropy. Free Radie Biol Med 2007; 43: 332-347.        [ Links ]

2.    BECKER L. New concepts in reactive oxygen species and cardiovascular reperfusion physiology. Cardiovasc Res 2004;61:461-470.        [ Links ]

3.    CAI H, GRIENDLING K, HARRISON D. The vascular NAD(P)H oxidases as therapeutic targets in cardiovascular diseases, Trends Pharmacol Sci 2003; 24: 471-478.        [ Links ]

4.    HSIEH T, ZHANG S, FILEP J, TANG S, INGELFINGER J, CHAN J. High glucose stimulates angiotensinogen gene expression via reactive oxygen species generation in rat kidney proximal tubular cells. Endocrinology 2002; 143: 2975-2985.        [ Links ]

5.    BELTOWSKI J, WOJCICKA G, MARCINIAK A, JAMROZ A. Oxidative stress, nitric oxide production, and renal sodium handling in leptin-induced hypertension. Life Scl 2004; 74: 2987-3000        [ Links ]

6.    GUGGILAM A, HAQUE M, LUCCHESI P, FRANCIS J. Cytokines modulate oxidative stress in ischemia reperfusion-induced heart injury in rats: Role of gp91phox and its homologs, Nox1 and Nox4. FASEB Journal 2006; 20:A1155.        [ Links ]

7.    KIM Y, KATTACH H, RATNATUNGA C, PILLAI R, CHANNON K, CASADEI B. Association of atrial nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase activity with the development of atrial fibrillation after cardiac surgery. J Am Coll Cardiol 2008; 51: 68-74.        [ Links ]

8.    MURRY C, JENNINGS R, REIMER K. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 1986; 74:1124-1136.        [ Links ]

9.    BAKER J. Oxidative stress and adaptation of the infant heart to hypoxia and ischemia. Antioxid Redox Signal 2004; 6: 423-429.        [ Links ]

10.  MARISCALCO G, KLERSY C, ZANOBINI M, BANACH M, FERRARESE S, BORSANI P, et al. Atrial fibrillation after isolated coronary surgery affects late survival. Circulation 2008;118:1612-1618.        [ Links ]

11.  MURRAY K, MACE L, YANG Z. Nonantiarrhythmic drug therapy for atrial fibrillation. Heart Rhythm 2007; 4: S88-S90.        [ Links ]

12.  CALÓ L, BIANCONI L, COLIVICCHI F, LAMBERTI F, LORICCHIO M, DE RUVO E, et al. N-3 Fatty acids for the prevention of atrial fibrillation after coronary artery bypass surgery: a randomized, controlled trial. J Am Coll Cardiol 2005; 45:1723-1728.        [ Links ]

13.  ROBINSON J, STONE N. Antiatherosclerotic and antithrombotic effects of omega-3 fatty acids. Am J Cardiol 2006; 98: 39Í-49Í.        [ Links ]

14.  LEIFERT W, JAHANGIRI A, MCMURCHIE E. Membrane fluidity changes are associated with the antiarrhythmic effects of docosahexaenoic acid in adult rat cardiomyocytes. J Nutr Biochem 2000; 11: 38-44.        [ Links ]

15.  JAHANGIRI A, LEIFERT W, KIND K, MCMURCHIE E. Dietary fish oil alters cardiomyocyte Ca2+ dynamics and antioxidant status. Free Radie Biol Med 2006; 40:1592-602.        [ Links ]

16.  PEPE S, MCLENNAN P. Dietary fish oil confers direct antiarrhythmic properties on the myocardium of rats. JNutr 1996; 126: 34-42.        [ Links ]

17.  XIAO YF, KE Q, WANG SY, YANG Y, CHEN Y, WANG GK, et al. Electrophysiologic properties of lidocaine, cocaine, and n-3 fatty-acids block of cardiac Na+ channels. Eur J Pharmacol. 2004; 485: 31-41.        [ Links ]

18.  BURR M. Secondary prevention of CHD in UK men: the Diet and Reinfarction Trial and its sequel. Proc Nutr Soc 2007;66:9-15.        [ Links ]

19.  MARCHIOLI R, MARFISI RM, BORRELLI G, CHIEFFO C, FRANZOSI MG, LEVANTESI G, etal. Dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids and vitamin E after myocardial infarction: results of the GISSI-Prevenzione trial. Gruppo Italiano per lo Studio della Soprawivenza nell'lnfarto miocardico.Lancet 1999; 354: 447-55.        [ Links ]

20.  CARNES C, CHUNG M, NAKAYAMA T, NAKAYAMA H, BALIGA R, PIAO S, et al. Ascorbate attenuates atrial pacing-induced peroxynitrite formation and electrical remodeling and decreases the incidence of postoperative atrial fibrillation. Circ Res 2001; 89: E32-E38.        [ Links ]

21.  BENZIE I, STRAIN J. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of "antioxidant power": the FRAP assay. Anal Biochem 1996; 239: 70-76.        [ Links ]

22.  CHUNG W, CHUNG J, SZETO Y, TOMLINSON B, BENZIE I. Plasma ascorbic acid: measurement, stability and clinical utility revisited. Clin Biochem. 2001; 34: 623-627.        [ Links ]

23.  SOWELL A, HUFF D, YEAGER P, CAUDILL S, GUNTER E. Retinol, alpha-tocopherol, lutein/zeaxanthin, beta-cryptoxanthin, lycopene, alpha-carotene, trans-beta-carotene, and four retinyl esters in serum determined simultaneously by reversed-phase HPLC with multiwavelength detection. Clin Chem 1994; 40: 411-416.        [ Links ]

24.  HISSIN P, HILF R. A fluorometric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Anal Biochem 1976; 74: 214-226.        [ Links ]

25.  OCHOA J, VILCHEZ M, MATAIX J, IBÁÑEZ-QUILES S, PALACIOS M, MUÑOZ-HOYOSA. Oxidative stress in patients undergoing cardiac surgery: comparative study of revascularization and valve replacement procedures. J Surg Res 2003; 111: 248-254.        [ Links ]

26.  AEBI H. Catalase in vitro. Methods Enzymol. 1984;105:121-126.        [ Links ]

27.  NEBOT C, MOUTET M, HUET P, XU J, YADAN J, CHAUDIERE P. Spectrophotometric assay of superoxide dismutase activity based on the activated autoxidation of a tetracyclic catechol. J Anal Biochem 1993; 214: 442-51.        [ Links ]

28.  FLOHÉ L, GÜNZLER W. Assays of glutathione peroxidase. Methods Enzymol 1984;105:114-21.        [ Links ]

29.  COLLINS C, QUAGGIOTTO P, WOOD L, O'LOUGHLIN E, HENRY R, GARG M. Elevated plasma levels of F2 alpha ¡soprostane In cystic fibrosis. Liplds 1999; 34: 551-556.        [ Links ]

30.  YOUNG I, TRIMBLE E. Measurement of malondialdehyde in plasma by high performance liquid chromatography with fluorimetric detection. Ann Clin Biochem 1991; 28: 504-508.        [ Links ]

31.  HU T, RAMACHANDRARAO S, SIVA S, VALANCIUS C, ZHU Y, MAHADEV K., et al Reactive oxygen species production via NADPH oxidase mediates TGF-beta-induced cytoskeletal alterations in endothelial cells. Am J Physiol Renal Physiol 2005; 289: F816-F825.        [ Links ]

32.  FERREIRA R, FRAGA C, CARRASQUEDO F, HOURQUEBIE H, GRANA D, MILEI J. Comparison between warm blood and crystalloid cardloplegia during open heart surgery. Int J Cardiol 2003; 90: 253-60.        [ Links ]

33.  DHALLA N, ELMOSELHI A, HATAT, MAKINO N. Status of myocardial antioxidants in ischemia-reperfusion injury. Cardiovasc Res 2000; 47:446-56.        [ Links ]

34.  RODRIGO R, CASTILLO R, CERECEDA M, ASENJO R, ZAMORANO J, ARAYA J. Non-hypoxic preconditioning of myocardium against postoperative atrial fibrillation: mechanism based on enhancement of the antioxidant defense system. Med Hypotheses 2007; 69: 1242-1248.        [ Links ]

35.  JAHANGIRI A, LEIFERT W, PATTEN G, MCMURCHIE E. Termination of asynchronous contractile activity in rat atrial myocytes by n-3 polyunsaturated fatty acids. Mol Cell Biochem 2000; 206: 33-41.        [ Links ]

36.  PEPE S, MCLENNAN P. Long chain PUFA dose-dependently increase oxygen utilization efficiency and Inhibit arrhythmias after saturated fat feeding in rats. J Nutr. 2007; 137:2377-2383.        [ Links ]

37.  LEIFERT W, JAHANGIRI A, MCMURCHIE E. Antiarrhythmic fatty acids and antioxidants in animal and cell studies. J Nutr Biochem 1999; 10: 252-267.        [ Links ]

38.  RICHARD D, KEFI K, BARBE U, BAUSERO P, VISIOLI F. Polyunsaturated fatty acids as antioxidants. Pharmacol Res 2008; 57: 451-455.        [ Links ]

39.  DA CUNHA D, HAMLIN R, BILLMAN G, CARNES C. n-3 (omega-3) polyunsaturated fatty acids prevent acute atrial electrophysiological remodeling. Br J Pharmacol 2007; 150: 281-285.        [ Links ]

40.  KIM Y, GUZIK T, ZHANG Y, ZHANG M, KATTACH H, RATNATUNGA C, et al. A myocardial Nox2 containing NAD(P)H oxidase contributes to oxidative stress in human atrial fibrillation. Circ Res 2005; 97: 629-636.        [ Links ]

41.  BEDARD K, KRAUSE K. The NOX family of ROS-generating NADPH oxidases: physiology and pathophyslology Physiol Rev 2007; 87: 245-313.        [ Links ]

Recibido el 26 de diciembre de 2008. Aceptado el 9 de enero de 2009

Dr. Rodrigo Castillo Peñaloza
Laboratorio de Fisiopatología Renal
Programa de Farmacología Molecular y Clínica
Instituto de Ciencias Biomédicas
Facultad de Medicina, Universidad de Chile
Independencia 1027, Casilla 70058, Santiago 7, Chile
Teléfono: 56-2-9786126 Fax: 56-2-9786943
Correo Electrónico: rodrigouch@gmail.com

Creative Commons License Todo el contenido de esta revista, excepto dónde está identificado, está bajo una Licencia Creative Commons