ABSTRACT
Introducción La lesión por isquemia/reperfusión produce la muerte celular por diferentes vías, algunas de las cuales llevan a la rotura de la membrana plasmática. En los miocitos cardíacos, la distrofina, junto con la espectrina, otorga estabilidad a la membrana celular, al mismo tiempo que asocia el medio intracelular con el extracelular. La degradación de la distrofina produce fragilidad de la membrana. Se ha sugerido que el precondicionamiento isquémico es capaz de atenuar este daño; sin embargo, el mecanismo se desconoce. Objetivo Determinar si el precondicionamiento isquémico previene la degradación de la distrofina a través de la inhibición de la metaloproteinasa de la matriz de tipo 2 (MMP-2). Material y métodos Corazones aislados de conejo se trataron de la siguiente manera: G1 (n = 5): perfundidos por 30 min (Nx); G2 (n = 6): 30 min de isquemia global (GI) sin reperfusión; G3 (n = 5): se repitió el protocolo de G2 pero se reperfundió por 180 min (I/R); G4 (n = 5): los corazones se trataron con doxiciclina (inhibidor de las MMP) antes de la isquemia global; G5 (n = 6): corazones normóxicos tratados con SIN-1 (dador de ONOO-); G6 (n = 5): se administró doxiciclina durante 5 min, previo a la administración de SIN-1; G7 y G8 (n = 5): se realizó precondicionamiento previo a 30 min de isquemia con reperfusión y sin reperfusión, respectivamente. La expresión de la distrofina disminuyó durante la isquemia en un 21% respecto de los valores control (p < 0,05); la expresión de la espectrina se mantuvo sin cambios. La actividad de la MMP-2 aumentó en un 71% durante la isquemia en comparación con los valores control (p < 0,05). La administración de doxiciclina antes de la isquemia evitó la degradación de la distrofina. En corazones normóxicos, el SIN-1 aumentó las sustancias reactivas derivadas del ácido tiobarbitúrico (TBARS) en un 33% (p < 0,05) y la actividad de la MMP-2 en un 36% (p < 0,05); además, redujo significativamente la expresión de la distrofina a un 23% con respecto a los valores control. El precondicionamiento isquémico atenuó de manera significativa la degradación de la distrofina por inhibición de la actividad de la MMP-2. Conclusiones La activación de la MMP-2, debido a un aumento en el estrés oxidativo, es responsable de la degradación de la distrofina. El precondicionamiento isquémico atenúa la degradación de la distrofina mediante la inhibición de la actividad de la MMP-2.
Background Ischemia/reperfusion injury produces cell death through different pathways, some of which induce plasma membrane rupture. In cardiomyocytes, dystrophin and spectrin provide stability to cell membrane and associate the intracellular environment with the extracellular environment. Dystrophin breakdown causes membrane fragility. Ischemic preconditioning has been suggested to attenuate this injury, yet, the mechanism is unknown. Objective To determine whether ischemic preconditioning prevents dystrophin breakdown through matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) inhibition. Methods Isolated rabbit hearts were treated as follows: G1 (n=5): 30-min perfusion (Nx); G2 (n=6): 30-min global ischemia (GI) without reperfusion; G3: same as G2, except for 180-min reperfusion (I/R); G4 (n=5): doxycycline (MMP inhibitor) before GI; G5 (n=6): normoxic hearts treated with SIN-1 (which stimulates ONOO- production) with monitoring of ventricular function during 30 min; G6 (n=5): doxycycline during 5 min, before SIN-1 administration; G7 and G8 (n=5): ischemic preconditioning (n=5) before 30-min GI with/ without reperfusion, respectively. Dystrophin expression decreased during ischemia, reaching 21% of control values (p <0.05); spectrin expression remained unchanged. MMP-2 activity increased 71% during ischemia compared to control values (p <0.05). The administration of doxycycline before ischemia prevented dystrophin breakdown. In normoxic hearts, SIN-1 increased thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) by 33% (p <0.05) and MMP-2 activity by 36% (p <0.05), and significantly reduced dystrophin expression to 23% of control values (p <0.05). Ischemic preconditioning significantly attenuated dystrophin breakdown by inhibiting MMP-2 activity. Conclusions Activation of MMP-2 due to increased oxidative stress is responsible for dystrophin breakdown. Ischemic preconditioning attenuates dystrophin breakdown by inhibiting MMP-2 activity.
ABSTRACT
La estimulación vagal induce efectos cardioprotectores y la administración de acetilcolina mimetiza el efecto del precondicionamiento isquémico. No obstante, no existen datos concluyentes con respecto a los efectos de la estimulación vagal en el infarto de miocardio in vivo. Con el objetivo de evaluar los efectos de la estimulación vagal sobre el infarto de miocardio experimental en conejos, se provocó isquemia miocárdica regional por ligadura de una rama coronaria izquierda durante 45 min seguida de 4 horas de reperfusión (G1, n = 14). En el grupo 2 (G2, n = 9) se repitió el protocolo de G1 aplicándose, antes de la isquemia, estimulación vagal eferente derecha durante 10 min a una intensidad tal que produjo una reducción de la frecuencia cardíaca de entre el 10% y el 20%, seguida de 5 min de recuperación. En el grupo 3 (G3, n = 5) se repitió el protocolo de G2, pero se administró atropina durante la estimulación vagal. En otros grupos experimentales se repitió el protocolo de G2, pero administrando un bloqueante adrenérgico β1 de acción corta (esmolol) durante la estimulación (G4, n = 7) o uno de acción prolongada (atenolol) (G5, n = 5). La estimulación vagal preisquemia aumentó el tamaño del infarto desde el 45,2% ± 2,4% al 62,9% ± 3,1% (p < 0,05). La atropina revirtió este efecto, reduciéndolo al 44,8% ± 3,9% (p < 0,05 vs. G2). La administración de esmolol o de atenolol atenuó el incremento del tamaño del infarto al 50,1% ± 4,2% y al 50,0% ± 2,9%, respectivamente (p < 0,05). La estimulación vagal eferente preisquémica incrementa significativamente el tamaño del infarto por un mecanismo colinérgico muscarínico, efecto que es revertido por bloqueo beta-adrenérgico. La estimulación vagal, aplicada en diversas situaciones clínicas, podría causar efectos secundarios perjudiciales.
It has been shown that vagal stimulation induces cardioprotective effects and the administration of acetylcholine mimics ischemic preconditioning. However, there are no conclusive data about the effects of in vivo vagal stimulation on myocardial infarction. The objective of this study was to evaluate the effects of vagal stimulation on experimental myocardial infarction induced in rabbits subjected to 45 min of regional myocardial ischemia by ligation of a branch of the left coronary artery, followed by 4 hours of reperfusion (G1, n=14). In group 2 (G2, n=9) G1 protocol was repeated and, before inducing ischemia, right efferent vagal stimulation was performed during 10 min to an intensity enough to reduce heart rate by 10-20% followed by a recovery period of 5 min. In group 3 (G3, n=5) the G2 protocol was repeated, but atropine was administered during vagal stimulation. In other experimental groups the G2 protocol was repeated and short-acting β1 -adrenergic blocker (esmolol, G4, n=7) or long-acting beta blocker (atenolol, G5, n=5) were administered during the stimulation. Preischemic vagal stimulation increased the infarct size from 45.2%±2.4% to 62.9%±3.1% (p <0.05). Atropine reverted this effect reducing the infarct size to 44.8%±3.9% (p <0.05 vs. G2). The administration of esmolol or atenolol attenuated the increase in infarct size to 50.1%±4.2% and 50.0%±2.9%, respectively (p <0,05). Preischemic efferent vagal stimulation significantly increases the infarct size by a muscarinic cholinergic mechanism. This effect is reverted by beta adrenergic blockade. Applying vagal stimulation to different clinical scenarios might cause deleterious secondary effects.