Material extractado del XXVI Congreso Argentina de Cardiología –FAC 2007-, 24 al 26 de Mayo del 2007- Godoy Cruz – Mendoza.

Lo que se conoce como paradoja de la acetilcolina está relacionado con el hecho de que desde hace mucho tiempo, desde los años ’30 (cuando se hacían estudios de acetilcolinesterasa demostrando que la acetilcolina se degrada muy rápidamente), se vio que la infusión tanto endovenosa como intra-arterial de la acetilcolina en humanos producía vasodilatación, y lo mismo se veía en animales intactos. La acetilcolina también es un neurotransmisor.

Investigadores básicos trabajando en neurotransmisión usaron acetilcolina por muchos años y sabían que la adición de la misma a preparaciones de vasos producía vasoconstricción.

Cuál era la razón por la cual la acetilcolina producía vasoconstricción en personas y animales in vivo y vasoconstricción in vitro no se sabía. Pero en una serie de experimentos conducidos por un bioquímico y farmacólogo uno de los técnicos cometió un error y se llegó al descubrimiento de que, la presencia o ausencia de endotelio en preparaciones vasculares, era lo que determinaba si la acetilcolina producía vasodilatación.

Esta observación de Furchgott llevó a que se le diera el Premio Nóbel de Medicina en el año 1998.

En ese mismo experimento él trató de identificar cuál era la sustancia que producía esta respuesta diferencial de la acetilcolina. Para ello lo que hizo fue un experimento sándwich, para lo cual colocó en un mismo baño un vaso con endotelio y uno sin endotelio y le agregó acetilcolina, observando que este último tenía vasodilatación.

Esto lo hizo sospechar que había alguna sustancia liberada en el preparado con endotelio que actuaba en el preparado sin endotelio.

Primero pensó que se trataba de una prostaglandina, pero luego descartó esa teoría y entonces llamó a esa sustancia “factor de relajación derivado del endotelio”.

Entre ese primer estudio y la actualidad han pasado literalmente miles de trabajos tanto a nivel de investigación básica como clínica, que nos llevaron al conocimiento que hoy tenemos, de que el factor relajador del endotelio es el óxido nítrico, que es un gas de composición molecular muy simple; pero también hay otras sustancias de composición molecular más compleja, a las que llamamos “factores derivados del endotelio”.

Estos actúan en diferentes partes de la pared vascular, fundamentalmente en músculo liso, para producir relajación o contracción, o para producir o inhibir la proliferación. Y también actúan en las células circulantes, en la corriente sanguínea, teniendo diferentes efectos con respecto a:

- Agregación plaquetaria
- Adhesión y migración monocitos
- Marginación y formación de radicales de óxido libre por parte de los neutrófilos

Sabemos también hoy que la función endotelial puede alterarse como consecuencia de muchas patologías vasculares.

Creemos que la disfunción endotelial es el eslabón que une los factores de riesgo (como HTA y dislipemia) y la formación de ateroesclerosis.

Se cree que la disfunción endotelial es uno de los primeros pasos sino el primero que lleva a la ateroesclerosis y esto se produce a través de varios mecanismos fisiopatológicos, que incluyen la inactividad del óxido nítrico, la inflamación y un aumento en la actividad vasoconstrictora de la endotelina.

En nuestro laboratorio nosotros trabajamos con todas estas funciones del endotelio y fundamentalmente en la regulación del tono vascular por parte del endotelio.

Al hablar de la regulación del tono vascular, hay básicamente dos caminos contrapuestos:

- del óxido nítrico y
- de la endotelina

El camino del óxido nítrico comienza en varios receptores (no solo el mucarínico, que es el receptor que participa en la estimulación del óxido nítrico por parte de la acetilcolina), que llevan a la estimulación de una enzima constitutiva conocida como eNOS (sintetasa de óxido nítrico), que usa el aminoácido de L-arginina como sustrato para producir óxido nítrico y que luego se libera y va a actuar en las células del músculo liso. Este óxido nítrico incrementa los niveles intercelulares y lleva a la relajación del músculo liso.

Con respecto al camino de la endotelina, existen 3 tipos de endotelina, siendo la endotelina 1 la más activa desde el punto de vista de la biología vascular. La misma puede ser estimulada o inhibida, siendo uno de los factores inhibidores más importante de la endotelina el mismo óxido nítrico, como así también la prostaglandina  I-2 o prostaciclina.

Es a través de la formación de péptidos de diferente cantidad de aminoácidos que se van reduciendo y se forma endotelina-1, que tiene 21 aminoácidos; que actúa en las células del músculo liso, que tiene dos tipos de receptores (a y b). Ambos tipos de receptores producen vasoconstricción.

Es interesante ver a nivel fisiológico que hay un subtipo B de receptores en el endotelio, por lo cual la endotelina tiene un efecto vasodilatador directo, porque ese receptor estimula la liberación de óxido nítrico.

Lo que llevó al gran auge de la función endotelial desde el punto de vista de la regulación del tono vascular in vivo, fue la posibilidad de poder estudiarla en humanos. Y hay diferentes metodologías para hacerlo.

Una de las formas de hacerlo en la circulación coronaria es a través de la estimulación de la vasoconstricción a través de la acetilcolina y con el uso de angiografía o coronariografía cuantitativa.

También se puede colocar un catéter para producir vasodilatación distal, con drogas como la papaverina o la adenocina, y medir el aumento del diámetro de las arterias coronarias epicárdicas, en relación el estrés que produce sobre la tensión parietal el aumento de flujo, que es a su vez consecuencia de la infusión distal de vasodilatadores.

Pero también, se puede medir en la circulación periférica donde obviamente tiene el atractivo de que son estudios menos invasivos.

Esto también se puede hacer a nivel de arterias de conductancia, mediante ultrasonido, y de las arterias periféricas  por ejemplo arteria Humeral.

Este método tiene el gran beneficio que uno produce cambios regionales en el tono vascular que no afectan la vasculatura sistémica y por lo tanto, uno no gatilla mecanismos como la actividad simpática, permitiendo estudiar casi de forma aislada la circulación periférica in vivo.

Con esta metodología hace ya mucho tiempo describimos una anormalidad en la relajación a la acetilcolina en pacientes con HTA, observándose una diferencia significativa tanto en el aumento de flujo como en la caída de la resistencia periférica regional; sin diferencias en la respuesta al nitroprusiato de sodio, que es un donante directo de óxido nítrico.

Esto indica que el problema no es en las células del músculo liso por falta de respuesta al óxido nítrico, sino que es un problema a nivel del endotelio.

Nosotros trabajamos varios años en nuestro laboratorio utilizando diferentes agonistas de la relajación arterial además de la acetilcolina, como sustancia P, bradiquinina e isoproterinol.

Usando estas herramientas descubrimos que el problema en los pacientes con HTA esencial nivel del endotelio no está en el receptor, no está en las proteínas G (que son proteínas adheridas a la membrana del lado intracelular); sino que está en el camino intracelular del fosfoinositol, porque cuando estimulamos el endotelio con el isoproterinol, la relajación en el mismo era normal.

O sea, que uno puede hacer a través de estas técnicas in vivo descripciones bastante precisas acerca de las anormalidades intracelulares.

Con respecto a la endotelina, algunos de sus receptores b actúan produciendo vasorelajación a través de la estimulación de óxido nítrico y de prostaciclina.

En la década del ’90 fue posible estudiar esto in vivo a través de bloqueadores muy específicos tanto del subtipo “a” como del “b”, utilizando péptidos que solamente se pueden utilizar por vía parenteral y que no tienen aplicación técnica pero sí de investigación en humanos.

En uno de los trabajos que hicimos mostramos que cuando uno bloquea receptores de la endotelina en personas normales, no hay mayores cambios en el tono vascular. Pero hay una vasodilatación importante en los pacientes hipertensos, describiendo un aumento de la actividad vasoconstrictora de la endotelina.

Hay un radioinmunoensayo que mide los niveles plasmáticos de la endotelina. El problema radica que en su mayoría la endotelina se libera en forma abdominal hacia el músculo liso, y por lo tanto los niveles plasmáticos son muy pequeños y no son reflejo de la actividad en la pared vascular.

Por este motivo uno tiene que bloquear los receptores para ver cuál es la actividad fisiológica.

El endotelio no sólo participa en la regulación del tono vascular sino también en otros mecanismos importantes, como por ejemplo en la regulación del estado pro o antiinflamatorio.

Sabemos que cuando hay inflamación una de las primeras cosas que ocurre es la producción de moléculas de adhesión que están en la región luminal del endotelio, que producen la atracción y favorecen la trasmigración de monocitos, y la conversión posterior de estos en macrófagos.

También uno puede medir la destrucción de células endoteliales con el método de citometría de flujo, para evaluar las células que se liberan del endotelio y las células endoteliales progenitoras, que tratan de reparar ese defecto.

Se sabe que hay una relación entre la función endotelial medida de las formas  antes mencionadas y la cantidad de colonias de células endoteliales progenitoras, lo cual también tiene relevancia desde el punto de vista de la investigación.

O sea, que la disfunción endotelial tiene en realidad dos componentes:

1) A través de la arteria de conductancia, que lleva a la formación de la placa ateroesclerótica
2) A nivel de las arterias de resistencia, que modifica el tono vascular y forma parte del proceso hipertensivo

Esto es importante no solamente en los factores de riesgo, sino que muchos creen que el grado disfunción endotelial es importante en el gatillamiento de los síndromes isquémicos agudos, en pacientes con enfermedad coronaria establecida.

¿Cuál es la correlación clínica desde el punto de vista pronóstico?

En el primero de muchos trabajos correlacionando disfunción endotelial con pronóstico, de la Clínica Mayo, se dividió a los pacientes en tres grupos de acuerdo a la respuesta a la acetilcolina.

Cuando hicieron el seguimiento solamente el grupo de pacientes que hicieron vasoconstricción ante la acetilcolina fueron los que tuvieron eventos. Es decir, que existe una correlación entre eventos y disfunción endotelial.

Hace muy poco se publicó otro trabajo en el cual se mostró que pacientes con HTA en la mayoría de los eventos eran los que tenían menor respuesta a la acetilcolina.

Hoy sabemos que hay una serie de medidas terapéuticas de las que uno usa que mejoran la función endotelial, que son utilizados por otros motivos e incluye a ciertos betabloqueantes (fundamentalmente en nebivolol, que en Estados Unidos es muy poco usado) y las estatinas.