Especies reactivas de oxígeno: papel en la función vascular y en la disfunción endotelial asociada a la enfermedad metabólica / Reactive oxygen species: role in vascular function and in metabolic disease-associated endothelial dysfunction

RESUMEN

El estrés oxidativo, alteración de la homeostasis REDOX en células y tejidos con un incremento de los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS), es un mecanismo patogénico común a múltiples patologías como las enfermedades cardiovasculares, los desórdenes neurodegenerativos, la inflamación y el cáncer, razón por la cual ha existido una investigación intensa en las últimas décadas sobre los posibles efectos protectores de las terapias antioxidantes en estas enfermedades. No obstante, la señalización REDOX juega, por otra parte, un papel crítico en la homeostasis y supervivencia celular, y las ROS son producidas en pequeñas cantidades durante la función celular normal. Las investigaciones llevadas a cabo en nuestro grupo han estado enfocadas al estudio del estrés oxidativo como factor patogénico clave en la disfunción endotelial en la obesidad y en otros estados de resistencia a la insulina. La disfunción endotelial subyace a las complicaciones vasculares de la diabetes y la obesidad, y representa un fenotipo endotelial mal adaptado con alteración de la función vasodilatadora, angiogénica y de barrera del endotelio, lo que conduce a un estado vasoconstrictor, proinflamatorio y protrombótico de la pared vascular. Debido a su capacidad de inhabilitar el óxido nítrico (NO), las ROS son en parte responsables de la disfunción endotelial. Por otra parte, nuestros estudios durante estos años han permitido caracterizar el papel clave de ROS como el H2O2 en la función endotelial de arterias de resistencia renales y coronarias, y su participación en la función vascular mediante la modulación de canales iónicos y enzimas implicados en vías de señalización de la pared arterial. Estas investigaciones sugieren la necesidad de valorar el papel de las ROS en los procesos fisiológicos de los distintos lechos vasculares y de revisar los esfuerzos en la búsqueda de terapias antioxidantes para las complicaciones vasculares de estados de resistencia a la insulina teniendo en cuenta la implicación de las ROS en la función endotelial normal. Palabras clave especies reactivas de oxígeno (ROS), endotelio vascular, hiperpolarización derivada del endotelio (EDH), estrés oxidativo, obesidad, disfunción endotelial

ABSTRACT

Oxidative stress, impairment of REDOX homeostasis in cells and tissues leading to increased levels of reactive oxygen species (ROS), is a pathogenic mechanism underlying numerous pathologies including cardiovascular diseases, cancer, neurodegenerative disorders and inflammation. Therefore, there has been an intensive investigation during the last decades on the potential protective effects of antioxidant therapies on these disorders. Nevertheless, REDOX signaling plays a critical role in homeostasis and cell survival, and ROS are produced in small amount during normal cell function. Investigations carried out in our group during the last decade have been focused on the study of oxidative stress as a key pathogenic factor in endothelial and vascular dysfunction of resistance arteries in obesity and other insulin resistant states. Endothelial dysfunction underlies vascular complications of diabetes and obesity, and represents a maladapted endothelial phenotype consisting of impaired vasodilatation, angiogenesis and barrier function leading to a vasoconstrictor, pro-inflammatory and pro-thrombotic state of the vascular wall. ROS are involvedin endothelial dysfunction since they reduce bioavailability of nitric oxide (NO). On the other hand, our investigations have provided evidence for a key role of ROS such as hydrogen peroxide (H2O2) in the endothelial function of healthy coronary and renal resistance arteries, and its involvement in vascular function through modulation of ion channels and enzymes involved in signalling pathways of the arterial wall.These investigations suggest the need to assess the functional role of ROS in the different vascular beds and to revise the efforts in the search of antioxidant therapies for vascular complications of metabolic diseases by taking into account ROS involvement in endothelial function