ARTÍCULO DE REVISIÓN
PAPEL DEL ÓXIDO NÍTRICO EN LA FISIOLOGÍA NORMAL DE LA VÍA AÉREA Y SUS IMPLICACIONES EN LA FISIOPATOLOGÍA DE LA HIPERTENSIÓN PULMONAR
THE ROLE OF NITRIC OXIDE (NO) IN THE NORMAL PHYSIOLOGY OF THE AIRWAY AND ITS IMPLICATIONS ON THE PATHOPHYSIOLOGY OF PULMONARY HYPERTENSION
PAPEL DO ÓXIDO NÍTRICO NA FISIOLOGÍA NORMAL DA VIA AÉREA E SEUS IMPLICAÇÕES NA FISIOPATOLOGÍA DA HIPERTENSÃO PULMONAR
MANUEL CHINCHILLA, MDa, FABIO BOLIVARb, CARLOS LUENGAS, MDa, MELVIN RINCÓN, MDa, ISABEL BOLIVAR, MDa, PATRICIO LÓPEZ-JARAMILLO, MD, PHDa, c*
a Unidad de Biología Celular e Inmunogenética, Corporación para Investigaciones Biológicas, Medellín, Colombia.
b Facultad de Salud, Universidad Industrial de Santander (UIS), Bucaramanga, Colombia.
c Facultad de Medicina Universidad de Santander (UDES), Bucaramanga, Colombia.
* Correspondencia: jplopezj@hotmail.com. Dirección Postal: Calle 155ª # 23-58, 3 piso. Instituto de Investigación, Fundación Cardiovascular de Colombia, Floridablanca, Colombia.
Resumen
La hipertensión pulmonar es una patología de la microvasculatura pulmonar, caracterizada por un estado de vasoconstricción, proliferación endotelial, proliferación de músculo liso y trombosis. Se han implicado diversas moléculas en su etiología, demostrándose una producción elevada de agentes vasoconstrictores, mitogénicos, protrombóticos y mediadores proinflamatorios como tromboxano A2, endotelina (ET), el inhibidor del activador del plasminógeno y una menor producción de sustancias vasodilatadoras como la prostaciclina (PGI2) y el óxido nítrico (ON), que en condiciones fisiológicas actúa modulando el tono basal de los vasos pulmonares y también como mediador inflamatorio e inmunomodulador. La histopatología de las lesiones en la hipertensión pulmonar sugiere que el daño en el endotelio y los estímulos proliferativos son procesos fundamentales de su desarrollo, desencadenados por alteraciones en la producción o en la actividad del ON, ocasionados por acumulación de radicales libres que lleva a menor biodisponibilidad del ON. En el presente artículo se revisa el papel que juega el ON en la fisiología normal de la vía aérea y sus implicaciones en la fisiopatología de la hipertensión pulmonar.
Palabras clave: hipertensión pulmonar, oxido nítrico, endotelina, prostaciclina, endotelio vascular.
Abstract
Pulmonary hypertension is a disease of the pulmonary microvasculature characterized by vasoconstriction, smooth muscle and endothelial proliferation, and thrombosis. Many molecules have been implicated in the etiology, demonstrating an increased production of vasoconstrictor agents as well as mitogenic, prothrombotic and inflammatory mediators such as tromboxano A2, endothelin (ET), and the inhibitor of the plasminogen activator, together with a low production of vasodilator substances such as prostacyclin (PGI2) and nitric oxide (NO), which in physiological conditions, acts as a modulator of the basal tones of the pulmonary vessels, an inflammatory mediator, and an immunomodulator. The histopathology of the injuries in pulmonary hypertension, triggered by the alteration in the production or activity of NO, which is caused by an accumulation of free radicals that leads to lower bioavailability of NO, suggests that the damage in the endothelium and the proliferative stimulus are fundamental processes for their development. This article reviews the role played by NO in the normal physiology of the airway and its implications on the pathophysiology of pulmonary hypertension.
Key words: hypertension pulmonary, nitric oxide, endothelin, epoprostenol, vascular endothelial.
Resumo
A hipertensão pulmonar é uma patologia da microvasculatura pulmonar, caracterizada por um estado de vasoconstrição, proliferação endotelial, proliferação de músculo liso e trombose. Implicaram-se diversas moléculas na sua etiologia, demonstrando-se uma produção elevada de agentes vasoconstrictores, miogênicos, pro trombóticos e mediadores proinflamatorios como tromboxano A2, endotelina (ET), o inhibidor do ativador do plasminógeno e uma menor produção de substâncias vasodilatadoras como a prostaciclina (PGI2) e o óxido nítrico (ON), que em condições fisiológicas atua modulando o tom basal dos copos pulmonares e também como mediador inflamatório e inmunomodulador. A histopatológica das lesões na hipertensão pulmonar sugere que o dano no endotélio e os estímulos proliferativos são processos fundamentais de seu desenvolvimento, desencadeados por alterações na produção ou na atividade do ON, ocasionados por acumulação de radicais livres que leva a menor biodisponibilidade do ON.
Palavras-chave: hipertensão pulmonar, óxido nítrico, endotelina, epoprostenol, endotélio vascular.
La hipertensión pulmonar (HTP) es una enfermedad caracterizada por proliferación y remodelación vascular de los pequeños vasos pulmonares, lo que resulta en un incremento progresivo de la resistencia vascular y, finalmente, en falla ventricular derecha y muerte (1). Se define como una elevación de la presión media de la arteria pulmonar en 25 mmHg y 30 mmHg con ejercicio, con una presión de 15 mmHg de fin de diástole, en el ventrículo izquierdo (2). Clínicamente se manifiesta por disnea progresiva, cianosis, discomfort precordial, angina y cardiomegalia. A nivel histológico, los vasos arteriales pulmonares exhiben diferentes grados de engrosamiento de la intima e hipertrofia del músculo liso vascular (3,4), que finalmente, en estados avanzados de la enfermedad, constituyen la denominada "arteriopatía plexiforme", una lesión caracterizada por proliferación endoluminal. Se ha sugerido que las células endoteliales constituyen estas lesiones, pero evidencias recientes sugieren que son miofibroblastos (5).
La HTP es clasificada como primaria o idiopática, cuando no se conoce -o no se documenta- la causa que explique esta condición y como secundaria, en presencia de una patología subyacente. Sin embargo, existe controversia en cuanto a esta clasificación, debido a la falta de diferencias histológicas, patológicas y en la respuesta al tratamiento, en ambas clases de HTP. Es una enfermedad rara, con una incidencia anual de uno por cada millón de habitantes, siendo esporádicos la gran mayoría de casos; sólo en un 6% al 12% de ellos hay una herencia autosómica dominante, con una reducida penetrancia (6). La HTP ocurre con mayor frecuencia en mujeres, con una relación de 3:1 respecto de los hombres (7). En la década de los 80 la supervivencia era de 2,8 años posterior al diagnóstico y los estudios de seguimiento han reportado supervivencias a uno, tres y cinco años de 68% al 77%, 40% al 56% y 22% al 38% respectivamente (8).
Diversas moléculas han sido implicadas en la patogénesis de la HTP y en los cambios que ocurren a nivel vascular, representados por un estado de vasoconstricción, proliferación endotelial, proliferación de músculo liso y trombosis. Es posible que estos cambios sean el resultado de la alteración normal entre agentes vasodilatadores y vasoconstrictores, entre factores inhibitorios del crecimiento y factores mitogénicos y entre sustancias protrombóticas y antitrombóticas (6,9,10). Normalmente el endotelio pulmonar mantiene una resistencia vascular baja, suprime el crecimiento del músculo liso vascular e inhibe la adhesión y agregación plaquetaria, pero en los pacientes con HTP, el endotelio pierde, o no es capaz de mantener estas funciones vasoprotectoras, observándose una producción elevada de agentes vasoconstrictores, mitogénicos, protrombóticos y de mediadores proinflamatorios como el tromboxano A2, la endotelina (ET), el inhibidor activador del plasminógeno y una menor producción de sustancias vasodilatadoras como la prostaciclina (PGI2) y el óxido nítrico (NO) (11). Los niveles en orina de 6-ketoprostaglandina F2α, un metabolito de la PGI2, se encuentran disminuidos, mientras que los niveles del metabolito del tromboxano A2, el tromboxano B2, se encuentran incrementados (12). Los niveles de ET-1, un potente vasoconstrictor y estimulador de la proliferación del músculo liso, también se encuentran incrementados en el plasma de pacientes con HTP (13).
Entre las sustancias vasoactivas propuestas en la patogénesis de la HTP, el NO es el que mas expectativas ha generado, habiéndose dilucidado durante la última década, los múltiples roles que esta sustancia juega en la fisiología de la vía aérea, así como su implicación en la fisiopatología de algunas enfermedades respiratorias como el asma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y la hipertensión pulmonar. En este artículo revisa el papel que juega el NO en la fisiología normal de la vía aérea y sus implicaciones en la fisiopatología de la HTP.
1. NO y sus implicaciones en la fisiología de la vía aérea:
El NO es un gas simple, conocido por mucho tiempo como contaminante ambiental en la combustión de los derivados del petróleo en los automotores y como componente de tabaco, siendo involucrado también en la destrucción de la capa de ozono y en la producción de la lluvia ácida. Sin embargo, hace 20 años, el NO fue caracterizado como el factor relajante derivado del endotelio (EDRF) (14,15). Múltiples estudios se han desarrollado en busca de aclarar las funciones que este simple gas, compuesto por un átomo de oxigeno y un átomo de nitrógeno, juega en la regulación fisiológica de la economía corporal, así como sus implicaciones en la fisiopatología y evolución de algunas enfermedades, especialmente en aquellas relacionadas con el sistema cardiovascular, inmunológico y nervioso, sitio este en donde funciona como neurotrasmisor (16,17).
El NO se genera a partir de la oxidación de L-arginina, por la enzima óxido nítrico sintasa (NOS), de la cual se conocen tres isoformas: la NOS neuronal, (nNOS) ubicada en el cromosoma 12, la NOS inducible (iNOS), ubicada en el cromosoma 17 y la NOS endotelial (eNOS), ubicada en el cromosoma 7. A diferencia de la iNOS, independiente de calcio, la nNOS y la eNOS si dependen de la concentración de este elemento (18). Mediante la oxidación de L-arginina, un átomo de nitrógeno y otro de oxigeno, generan NO y L-citrulina en cantidades equimolares (16). El NO difunde rápidamente desde su sitio de síntesis, penetra las membranas celulares y se une al extremo ferrínico del componente heme de la guanilato ciclasa soluble (sGC), lo que estimula la conversión del GTP al cGMP, que finalmente media los efectos biológicos del NO.
Mientras que el NO producido por acción de la eNOS y nNOS modula el tono basal de los vasos pulmonares, el NO liberado por la acción de la iNOS actúa en el sistema inmune inhibiendo la replicación de células tumorales, virales y otros patógenos, mediante un mecanismo de inactivación de la reductasa de ribonucleótidos que inhibe la síntesis de ADN por y también por desaminación directa del ADN (16). Además, juega un rol mediador proinflamatorio e inmunomodulador en algunas patologías del aparato respiratorio, habiéndose reportado concentraciones altas de NO en el aire exhalado de pacientes con desordenes inflamatorios de la vía aérea como el asma (19). Se ha descrito que la producción de NO bajo condiciones patológicas y estados de estrés oxidativo deriva de la producción de especies reactivas de nitrógeno, que pueden modular y amplificar la respuesta inflamatoria, ocasionado en parte por la interacción de NO con el anión superóxido (O2-), que lleva a la producción de peroxinitrito (ONOO-), una molécula altamente citotóxica y capaz de ocasionar daño tisular por si misma, o por la generación de otros radicales libres (19).
Poco después que el EDFR fue identificado como NO, algunas investigaciones sugirieron que esta molécula estaba implicada en la regulación de la función del aparato respiratorio (20). Ensayos que utilizaron NO inhalado como un vasodilatador pulmonar selectivo (21) y, otros que midieron la concentración de NO en el aire exhalado por humanos y algunos mamíferos, demostraron el rol modulador de NO en la circulación pulmonar (22,23). Varios tipos celulares de la vía aérea, como las epiteliales y las inflamatorias, pueden producir NO, que en los nervios del sistema no colinérgico no adrenérgico (NANC), puede actuar como un neurotransmisor inhibitorio. Como en los humanos las vías aéreas centrales y periféricas responden al NO neuronal con broncodilatación, se ha propuesto que la función del NO en la vía aérea es la dilatación del músculo liso bronquial (24). Mientras que el NO, al igual que los donadores de NO, relajan el músculo de la vía aérea in vitro y en pacientes asmáticos, en los que se produce broncoconstricción inducida por metacolina hay un efecto broncodilatador en respuesta a la inhalación de NO (25), la inhibición de la producción de NO aumenta la respuesta de la vía aérea a los agentes contráctiles en estos mismos pacientes (26).
]]> En cuanto a la expresión de la familia de las NOS en la vía aérea, las tres isoformas se encuentran presentes. La eNOS se expresa constitutivamente en las células endoteliales de los vasos sanguíneos pulmonares, en el epitelio bronquial, en las células alveolares tipo II y en el epitelio de la mucosa nasal (27,28). La nNOS se localiza a nivel de los nervios de la vía aérea, donde el NO es un mediador para la relajación del músculo liso bronquial. La iNOS no solamente se localiza a nivel de los macrófagos, sino también en otras células como las alveolares tipo II, fibrobalstos, musculares lisas, vasculares, neutrófilos y condrocitos (27,28). Los estímulos que causan activación de la trascripción de iNOS incluyen mediadores endógenos como las citoquinas y algunos factores exógenos como toxinas bacterianas, virus, alergenos y contaminantes ambientales.NO y desarrollo pulmonar
Durante el periodo fetal, cuando ocurre el desarrollo del pulmón, se expresan la nNOS y la eNOS. Por métodos cuantitativos para detección de mRNA y por análisis inmunohistoquímicos se ha podido revelar que la expresión de la isoforma eNOS aumenta durante el desarrollo fetal del pulmón, siendo posible que el aumento de la eNOS contribuya a la marcada angiogénesis y al crecimiento pulmonar que existe durante este periodo, en especial en el tercer trimestre. Además, experimentos en pulmones fetales de oveja han permito observar que la expresión de eNOS es mayor a nivel del epitelio bronquial proximal, estando ausente en los bronquiolos respiratorios y en el epitelio alveolar (30,31).
NO y su papel en la broncodilatación
Por medio de la activación de la sGC, que ocasiona un aumento en las concentraciones de cGMP, el NO induce relajación del músculo liso de la vía aérea. Experimentalmente se ha observado, en animales anestesiados, que la broncoconstricción inducida por metacolina se reduce de una manera dosis dependiente por la inhalación de NO y que cuando se agrega NO al gas inspirado, se previene la resistencia de la vía aérea en respuesta a la metacolina (32). Existe también evidencia de que además de la relajación inducida por la activación de la guanilato ciclasa, el NO es capaz de inducir relajación en el músculo liso bronquial por un mecanismo mediado por nitrosotioles (RS-NO), los cuales tienen una vida media mayor que el NO y poseen una actividad broncodilatadora potente e independiente de cGMP (33,35). Se ha sugerido que como en pacientes asmáticos severos existe una disminución en la concentración de los RS-NO, una deficiencia en este mecanismo broncodilatador es ocasionada por una degradación acelerada de RS-NO, lo que contribuye a la severidad y a la refractariedad del broncoespasmo (36).
NO y su relación con el sistema NANC
Además del sistema adrenérgico y colinérgico que modulan el tono broncomotor, hay un sistema no colinérgico, no adrenérgico, NANC, descrito en las vías aéreas de humanos y animales, en el que NO actúa como el neurotrasmisor (37,39). Por acción de la nNOS, activada por la entrada de calcio cuando el nervio es despolarizado, se libera NO, postulándose que por su acción, se media la mitad de la respuesta de relajación en el sistema NANC (37). Al parecer, el péptido intestinal vasoactivo (VIP) está involucrado en la segunda parte de esta respuesta relajante del sistema NANC, aunque hay autores que proponen que en el ser humano, la respuesta de este sistema es completamente mediada por la acción del NO (39). Como al inhibir la nNOS se potencia la broncocostricción neuronal colinérgica, se sugiere que el NO es un antagonista excitatorio colinérgico, que actúa postsinapticamente. Además, se ha observado que la liberación de NO en respuesta a la estimulación nerviosa, regula la magnitud de la misma al sistema NANC (40).
NO, secreciones en la vía aérea y trasporte de electrolitos
El aumento de la producción de moco por las células epiteliales de la tráquea en respuesta a sustancias como el factor activador de plaquetas (PAF), la histamina y el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), es inhibida cuando las células son previamente coincubadas con L-NAME y L-NMMA, dos inhibidores competitivos de la NOS. Además, el dinitrato de isosorbide, un donador de NO, induce un aumento significativo en las secreciones, hallazgo que sugieren que el NO regula la producción glandular de la submucosa de la vía aérea (41,42).
El NO también juega un papel importante en la motilidad ciliar del epitelio de la vía aérea y en el trasporte de electrolítos. En experimentos con bovinos, previamente estimulados con isoproterenol, bradicinina y sustancia P, se ha observado que los inhibidores de la síntesis de NO disminuyen el movimiento de los cilios (43). La acción del TNFα y de la interleucina 1b (IL-1B) sobre la mayor motilidad ciliar como mecanismo de defensa, medida por activación de la iNOS, es inhibida por L-NNMA, situación que se revierte completamente por acción de la L-arginina (44). El NO es igualmente considerado un regulador fisiológico del trasporte iónico a través de canales, pudiendo jugar un papel importante en la patogénesis de enfermedades pulmonares caracterizadas por hipersecreción en la vía aérea como la fibrosis quística (45,46).
]]> NO y su relación con la circulación pulmonarEl NO está implicado en la regulación del tono basal de los vasos pulmonares y contrarresta el efecto vasoconstrictor ocasionado por la hipoxia (23). Como la expresión de la eNOS se encuentra disminuida en los pacientes con HTP (11) y se ha reportado una producción alterada de NO en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), fibrosis quística y en la hipoxia crónica (20,47), se sugiere que la vasoconstricción pulmonar y el aumento de la capa de músculo liso, características de estas patologías, son secundarias a una menor producción de NO. Mientras que la administración por vía intravenosa de L-NMMA incrementa la resistencia vascular pulmonar en sujetos normales, la administración de NO inhibe el incremento de la presión sistólica ventricular derecha asociada con la HTP, la remodelación vascular pulmonar y la hipertrofia ventricular derecha inducida por la hipoxia crónica (47).
En cuanto al papel del NO en la permeabilidad vascular existen resultados contradictorios (49), con reportes en los que el NO aumenta la extravasación de plasma inducida por algunos mediadores proinflamatorios como la sustancia P y los leucotrienos, pero no con otros como la histamina (50). Además, el NO endógeno aumenta por estímulos de estos mediadores en la traquea y en el bronquio principal, pero no en las vías aéreas intrapulmomonares, lo que hace pensar en una regulación diferente, de acuerdo al sitio anatómico de la microvasculatura pulmonar. Este aspecto, acerca del papel del NO endógeno en la microcirculación de la vía aérea, es importante para definir su rol en enfermedades como el asma (19).
2. NO y su implicación en la fisiopatología de la hipertensión pulmonar
La HTP es el más serio y devastador desorden crónico de la circulación pulmonar, enfermedad en que se presentan alteraciones hemodinámicas y que a pesar de las décadas de investigación acerca de los mecanismos moleculares por los cuales ocurre, su etiología y patogénesis permanecen aún sin establecerse, convirtiéndose en un desafío su diagnóstico y tratamiento para el personal de la salud (51). Mientras que normalmente la circulación pulmonar es un sistema con paredes arteriales delgadas de baja presión y alto flujo, en la HTP existe una obstrucción arterial pulmonar, ocasionada por proliferación y remodelación vascular, que se convierte en el sello característico de la enfermedad. El proceso de remodelación vascular involucra todas las capas y células de la pared del vaso (endotelio, músculo liso, fibroblastos, células inflamatorias y plaquetas) y el estado de vasoconstricción puede ser una alteración temprana en la génesis de la HTP, que se ha relacionado con una función anormal de los canales de potasio y con un trastorno endotelial de base (52). La disfunción endotelial media los cambios estructurales presentes en la vasculatura pulmonar, gracias a una alteración en la producción de sustancias vasoactivas (NO, PGI2, ET-1, Serotonina, Tromboxano) que afectan el crecimiento de las células musculares lisas y que favorecen el desarrollo de hipertrofia y de remodelación vascular pulmonar. Por su parte, la proliferación endotelial desordenada, junto con la neoangiogénesis, resulta en la formación de estructuras glomeruloides conocidas como lesiones plexiformes, rasgo patológico característico de los vasos pulmonares de pacientes con HTP (9). Además, el endotelio lesionado expone el tejido vascular subyacente a factores circulantes en el plasma, que promueven cambios patológicos y alteraciones en la producción de factores anticoagulantes, ocasionando efectos adversos en la homeostasis vascular pulmonar.
La histopatología de las lesiones en la HTP sugiere que el daño endotelial y los estímulos proliferativos son procesos fundamentales en su desarrollo. Se han propuesto mecanismos genéticos que expliquen el desarrollo de esta enfermedad, en el que una alteración en el gen BMPR2, un miembro de la superfamilia del factor de crecimiento TGF-α y el gen que codifica ALk/endoglina, podría promover una angiogénesis desordenada. Sin embargo, como menos del 20% de los individuos con este tipo de alteraciones desarrollan HTP, se piensa que sean necesarias otras alteraciones genéticas, o factores medio ambientales que permitan el desarrollo de la enfermedad (53). Mantener una resistencia vascular baja, suprimir el crecimiento del músculo liso vascular, inhibir la adhesión y agregación plaquetaria, así como disminuir la inflamación a nivel del árbol bronquial, son funciones normales del endotelio pulmonar, que están alteradas o se han perdido en los caso de HTP.
Como se ha discutido, el NO y la eNOS juegan un papel importante en la regulación del tono vascular pulmonar, tanto en condiciones normales como en la respuesta a la hipoxia, así como en los cambios de presión o de flujo, de tal manera que las alteraciones de la HTP son en parte debidas, a una disminución en su síntesis o en su actividad. Como los mecanismos por los que ocurre este fenómeno son multifactoriales, los resultados de algunos de los estudios pueden parecer contradictorios. Es así como tempranamente se describió que la expresión de la eNOS se encontraba reducida en pacientes con HTP (11), sin que esto se haya confirmado en reportes más recientes (12,54), de manera que si la eNOS se encuentra disminuida, inalterada o incrementada en estos pacientes, continua siendo tema de debate (55,56). Recientemente se reportó que después de la infusión de L-arginina, la producción de NO estaba disminuida en pacientes con HTP (57) y que estos tenían niveles reducidos de NO exhalado (58) y de sus metabolitos urinarios (59), lo que demostraba una alteración en la producción de NO, o un incremento en su degradación, o ambas condiciones. Asimismo en la HTP, la vasodilatación endotelio dependiente en respuesta a la acetilcolina se encuentra alterada y es restaurada a niveles normales durante el tratamiento con Bosetan®, una antagonista de ET-1, datos que soportan la propuesta de que la ET-1 es un mediador vasoactivo involucrado en la patogénesis de la HTP, al disminuir la actividad de la eNOS y la respuesta vascular pulmonar al NO (60,61).
También se ha encontrado que la biodisponibilidad del NO está reducida por incremento de estrés oxidativo y por aumento de la inactivación de NO por radicales libres de oxígeno (62). Además, la L-arginina puede estar disminuida por incremento de la actividad de la arginasa, una enzima que la degrada transformándola en ornitina y en urea y que es liberada por las células endoteliales y el eritrocito, mecanismo importante en la HTP asociada a hemólisis como sucede en la enfermedad de células falciformes, pacientes en quienes se ha demostrado, en soporte a este mecanismo, que la adición de un suplemento de arginina oral reduce su presión pulmonar en 15 mm Hg (63,64). La concentraciones disminuidas de L-arginina en plasma también pueden contribuir a la HTP persistente del recién nacido, en quienes la infusión de L-arginina disminuye la resistencia vascular pulmonar y mejora sus niveles de oxigenación.
En un modelo de HTP inducida por hipoxia crónica en roedores, se demostró mayor expresión de la eNOS a nivel pulmonar, pero una disminución paradójica del NO, contradicción que se puede explicar por un aumento en la concentración de dimetil arginina asimétrica (ADMA), el inhibidor endógeno de la síntesis de NO. Los autores demostraron que la arginina dimetilaminohidrolasa de dimetil arginina (DDAH), la encargada de degradar a la ADMA, se encontraba disminuida, lo que explicaría la acumulación de la ADMA y la menor síntesis de NO en el modelo de HTP inducida por hipoxia crónica (66,67). Se han reportado niveles elevados de ADMA en pacientes con HTP secundaria a cardiopatía congénita (68,69) y mejoría en las presiones pulmonares y en los parámetros hemodinámicas con la administración oral de L-arginina en pacientes con HTP primaria o secundaria (70). Estos resultados soportan la propuesta de que en el aumento en la resistencia vascular pulmonar que involucra diferentes mecanismos como remodelación y obstrucción de la pared del vaso e inflamación y trombosis, la vasoconstricción es una alteración temprana que se relaciona con una menor bioactividad del NO.
En conclusión, el NO tiene un papel importante en el desarrollo de HTP, tal y como se ha demostrado en humanos con niveles variables de la expresión de la eNOS, concentraciones disminuidas de NO exhalado y menores niveles de sus metabolitos estables en orina, aumento de la degradación de NO y acumulación de inhibidores endógenos de la síntesis de NO. Además, se ha reportado mejoría de las presiones pulmonares y de algunos parámetros hemodinámicas con la administración de L-arginina, el sustrato para la síntesis de NO.
]]> 3. Estrategias terapéuticasUna minoría, tan sólo el 12,6% de los pacientes con HTP idiopática, responde al tratamiento con bloqueadores de los canales de calcio, cuando se mide objetivamente la presión y resistencia en las arterias pulmonares (71). Si la disfunción endotelial está implicada en la fisiopatología de la HTP, tal y como lo sugiere la evidencia expuesta anteriormente, se tendrían posibles vías de intervención al reducir de la acción de la endotelina y de la PGI2. Existen, al momento, estudios que están utilizando antagonistas del receptor de endotelina (Bosentan®, Sitaxsentan®, Ambrisentan®) y también análogos, o derivados de la PGI2 (Teprostinil®, Beraprost®, Iloprost®) (72). La primera sustancia que mostró un beneficio sustancial en pacientes con HTP fue el epoprostenol endovenoso y posteriormente se desarrollaron varios prostanoides. Estas sustancias activan los receptores de PGI2 en la superficie celular, así como los receptores intracelulares de sustancias antiproliferativas (73,74). Bosentan® es un antagonista de los receptores de ET, con eficacia clínica demostrada en varios estudios (75,76).
La administración de NO exógeno o de sustancias potenciadoras del NO endógeno como el sildenafil, también se ha propuesto como terapia potencial para el manejo de HTP (11,77). Aunque la inhalación de NO por corto tiempo tiene un efecto vasodilatador pulmonar y su uso por tiempo prolongado ha mostrado ser beneficioso en series pequeñas y en reportes de caso, su uso a gran escala es difícil, por la necesidad de equipos especiales para su aplicación y por su corta vida media. Además, al haberse descrito un efecto "rebote" en los parámetros hemodinámicas tras la suspensión de ON, se sigue en la búsqueda de nuevas opciones terapéuticas, que actúen sobre el NO y sus segundos mensajeros (21,78).
El NO también ejerce su efecto al estimular la síntesis de cGMP, pero es un efecto muy corto, debido a la rápida degradación del cGMP por acción de las fosfodiesterasas (PDEs), enzimas que hidrolizan los nucleótidos cíclicos, cAMP y cGMP, limitando así sus propiedades de señalización intracelular (77). De ahí, que los inhibidores de la PDE5 tengan efectos vasodilatadores pulmonares y efectos antiproliferativos en células de músculo liso vascular (79). Las isoenzimas PDE1, PDE3, PDE4 parecen estar íntimamente comprometidas en la remodelación vascular pulmonar (80,81) y la PDE5 es expresada preferencialmente a nivel pulmonar, con un aumento en su actividad y en la expresión de su gen, demostrado en la HTP (82,83). Los inhibidores de la PDE5, sildenafil, taladafil y vardenafil, tienen perfiles inhibitorios diferentes y sus efectos terapéuticos son también distintos en enfermedad pulmonar vascular. Son inhibidores que en HTP, aumentan la respuesta vascular pulmonar al NO endógeno o inhalado (84,85), bloquean el efecto vasoconstrictor inducido por hipoxia aguda (86) y contrarrestan el efecto vasoconstrictor, posterior al retiro de la terapia con NO inhalado (87).
La guanilato ciclasa soluble (CGs) es un blanco terapéutico posible para enfermedad vascular pulmonar. La alteración de la actividad de CGs, debido a oxidación de la enzima, puede ser la causa de la pobre o ninguna respuesta al NO o a los inhibidores de la PDE5, observada en algunos pacientes con HTP (88). Los activadores de la CGs, particularmente aquellos capaces de actuar sobre la enzima activada, son potentes vasodilatadores pulmonares en modelos experimentales y actualmente se prueban en estudios clínicos para enfermedad vascular pulmonar (89,90).
También se ha observado en pacientes con HTP que la administración intravenosa de sildenafil (a través de catéter en la arteria pulmonar), reducía la resistencia vascular pulmonar de manera dosis dependiente (91) y que cuando se combinaba con Iloprost®, se aumentaba el efecto vasodilatador pulmonar de manera sinérgica. Varios estudios han reportado que pacientes con HTP de diversas causas, tratados con Iloprost®, o con NO exógeno, o con ambos, presentaban deterioro de su patología que los parámetros hemodinámicos, así como la tolerancia al ejercicio, mejoraban conla adición de sildenafil oral (92,93). Es interesante entonces que los inhibidores de la PDE5 aumenten los efectos vasodilatadores de la PGI2, a pesar de que el mecanismo por el cual se reduce no esté entendido totalmente, siendo posible que exista una interacción entre los nucleótidos de cGMP y cAMP. Por ejemplo, cGMP inhibe la acción de la PDE3, lo que ocasiona un aumento en el contenido de cAMP, reconocido segundo mensajero de la PGI2.
Recientemente se publicó un estudio en 278 pacientes con HTP y falla cardiaca en clase funcional I a IV, que de manera aleatoria recibieron placebo o sildenafil (20, 40, y 80 mg tres veces al día), reportándose un aumento en la distancia recorrida en la prueba de seis minutos en 45, 46 y 50 metros. Además, la clase funcional y los parámetros hemodinámicos mostraban también una mejoría significativa (84). El primer ensayo clínico comparando Bosetan® y Sildenafil se realizó durante 16 semanas en 26 pacientes con HTP, encontrándose mejoría en los resultados de la prueba de distancia recorrida en seis minutos, en la concentración de péptido natriurético atrial y en la masa del ventrículo derecho en el grupo que recibió sildenafil, sin que las diferencias fueran significativas (95).
El uso combinado de medicamentos con diferentes mecanismos de acción en el tratamiento de HTP, tales como prostanoides, antagonistas del receptor de ET e inhibidores de PDE5, emerge como una opción terapéutica importante. Se ha reportado que la adición de Bosetan® al tratamiento de pacientes que recibían prostanoides inhalados, orales o intravenosos, mejoraba la tolerancia al ejercicio y los parámetros ecocardiográficos (96). En otro trabajo se demostró que el uso combinado de esta terapia en 123 pacientes con HTP, permitió supervivencias a uno, dos y tres años, del 93%, 83,1% y 79,9% respectivamente, porcentajes más altos que los históricamente reportados en los estudios de seguimiento, realizados por los institutos nacionales de salud (58,97). Hasta el momento, la combinación de estos agentes ha demostrado ser efectiva y segura en estudios no controlados y en series de casos, siendo promisorios sus resultados. Sin embargo, estos dos agentes tienen interacciones farmacocinéticas importantes, ya que el sildenafil, al ser un inhibidor de la citocromo 3A4 (CYP3A4), aumenta las concentraciones de Bosetan® y por lo tanto, el riesgo de hepatotoxicidad. Además, la inducción del CYP3A4 por el Bosetan®, acelera el mecanismo del sildenafil, inclusive hasta en un 60% (99). Teniendo en cuenta que en la mayoría de los estudios con terapia combinada los datos se han obtenido de las doce a la dieciséis semanas, los resultados deben interpretarse con cautela, pues el efecto de la terapia a corto plazo se debe demostrar en estudios a más largo tiempo, más aún, si entre los mismos investigadores existe cuestionamiento respecto al tiempo de seguimiento óptimo en este tipo de pacientes y en cuanto a las metas de tratamiento utilizadas clásicamente para definir un beneficio en la terapia de HTP.
4. Nuevos desarrollos
Varios compuestos nuevos han mostrado resultados promisorios en modelos experimentales en HTP, incluyendo inhibidores de rho quinasa, e inhibidores de trasporte de la serotonina (100,101). Además, se han hecho ensayos con células progenitoras endoteliales derivadas de médula ósea, evidenciándose reparación pulmonar en modelos animales, lo que abre la posibilidad de descubrir una terapia regenerativa (102). Igualmente, en pacientes con HTP se ha encontrado una sobreexpresión de survivina, un inhibidor de apoptosis celular descrito en células cancerosas y que en ratas, con terapia génica con adenovirus, desencadena una mutante negativa de survivina capaz de reversar la HTP (103). Asimismo, en modelos animales, se han hecho estudios con imatinib, un inhibidor de la tirosin-quinasa capaz de reversar la HTP, presumiblemente por bloqueo del factor de crecimiento derivado de las plaquetas (104). También se han reportado casos de pacientes con HTP refractaria a otros medicamentos, que muestran mejoría con el uso de esta sustancia (105).
]]> AgradecimientosA Colciencias por el soporte financiero brindado a Melvin Yesid Rincón Acelas, dentro del Programa de Jóvenes Investigadores.
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