Disfunción endotelial en hipertensión gestacional inducida por inhibición de la catecol-O-metiltransferasa

Abstract

El presente trabajo de Tesis Doctoral evaluó si la inhibición de la catecol-O-metiltransferasa en ratas gestantes conduce a un incremento de la presión arterial y a una disfunción endotelial como consecuencia de una disminución en la biodisponibilidad de óxido nítrico. Objetivos: las metas que persigue este trabajo son 1) comprobar el efecto in vivo sobre el tono vascular del 2-metoxiestraidol y la participación del óxido nítrico en tal efecto, 2) desarrollar un modelo de hipertensión gestacional en rata mediante la inhibición farmacológica de la actividad catecol-O-metiltransferasa, 3) estudiar la repercusión de la baja actividad catecol-O-metiltransferasa sobre la función endotelial en ratas gestantes mediante el análisis de la función endotelial en vasos de conductancia y resistencia y determinar las diferencias en la liberación estimulada de óxido nítrico desde el endotelio vascular y 4) estudiar el papel del anión superóxido en la disfunción endotelial y reducción de la biodisponibilidad de óxido nítrico observada en nuestro modelo de ratas gestantes con inhibición de la actividad catecol-O-metiltransferasa. Metodología: el efecto vasodilatador del 2-ME se estudió en arteriolas del lecho mesentérico mediante determinación del flujo sanguíneo tisular y en arteriolas del lecho pial mediante la obtención de imágenes tras la instalación de una ventana craneal cerrada. Un inhibidor de la catecol-O-metiltransferasa (entacapona) fue suministrado a ratas gestantes Sprague-Dawley por gavage entre el día 10 y 20 de gestación. La presión arterial se midió por pletismografía en la arteria de la cola. La relajación dependiente de endotelio en vasos de conductancia se evaluó midiendo la contracción de anillos aórticos con un transductor de fuerza isométrica. La relajación dependiente de endotelio en vasos de resistencia se evaluó en pequeñas arterias mesentéricas. La liberación endotelial de óxido nítrico se evaluó en tiras aórticas por amperometría de pulso diferencial. Para valorar el papel del estrés oxidativo, la función endotelial vascular y la liberación de óxido nítrico se evaluó tanto en presencia como en ausencia de tempol. Resultados: la superfusión del lecho mesentérico con concentraciones crecientes de 2-ME (0.1-100 µM) condujo a un incremento significativo de la señal de flujo mesentérico medido por laser-Dopler. La superfusión con concentraciones crecientes de 2-ME de la superficie pial con la técnica de la ventana craneal cerrada condujo a una vasodilatación de las arteriolas piales. La presión arterial de ratas gestantes tratadas con entacapona se incrementó significativamente comparándola con la de ratas gestantes no tratadas en los días 14 y 19 de gestación. Tanto los vasos de conductancia (anillos aórticos) como los de resistencia (pequeñas arterias mesentéricas) procedentes de ratas gestantes tratadas con entacapona mostraron una menor relajación en respuesta a acetilcolina comparados con los vasos procedentes de ratas tratadas con vehículo y ratas vírgenes. En arteriolas mesentéricas, esta disfunción endotelial fue abolida en presencia de L-NAME, indicando que se debe a una reducción en la biodisponibilidad de óxido nítrico; también mejoró en presencia de tempol, sugiriendo un incremento de estrés oxidativo en ratas gestantes hipertensas. La liberación endotelial de óxido nítrico inducida por un ionóforo del calcio (A23187) fue significativamente mayor en tiras de aorta procedentes de ratas preñadas tratadas con vehículo comparadas con ratas gestantes tratadas con entacapona. Así mismo, esta disfunción endotelial se previno por la adición de tempol. Este estudio muestra que la inhibición de la catecol-O-metiltransferasa en ratas gestantes conduce a una hipertensión arterial y disfunción endotelial debido a una biodisponibilidad de óxido nítrico reducida.

Summary: The present Doctoral Thesis evaluated whether catechol-O-methyltransferase inhibition in pregnant rats results in increased blood pressure and vascular endothelial dysfunction as a consequence of decreased nitric oxide bioavailability. Objetives: the goals this work pursued were 1) check the in vivo effect on vascular tone of 2-ME and the participation of nitric oxide in this effect, 2) develop a model of gestational hypertension in rats by pharmacological inhibition of catechol-O-methyltransferase activity, 3) study the impact of low catechol-O-methyltransferase activity on endothelial function in pregnant rats by assessing endothelial function in conductance and resistance vessels and determine differences in stimulated release of nitric oxide from the vascular endothelium and 4) study the role of superoxide in the endothelial dysfunction and reduced nitric oxide bioavailability observed in our model of pregnant rats with inhibition of catechol-O-methyltransferase activity. Methods: the vasodilatory effect of 2-ME was evaluated in mesenteric arterioles by determining tissue blood flow and in pial arterioles by the obtaining of images after the installation of a closed cranial window. Pregnant Sprague-Dawley rats were given entacapone (a catechol-O-methyltransferase inhibitor) by gavage from the 10th to the 20th day of pregnancy. Blood pressure was measured by plethysmography in the tail artery. Endothelium-dependent relaxation of conductance vessels was assessed by measuring the contraction of aortic rings with an isometric force transducer. Endothelium-dependent relaxation of resistance vessels was assessed in pressurized mesenteric small arterial vessels. Endothelial NO release was measured in aortic strips by differential normal pulse amperometry. In order to study the role of oxidative stress, vascular endothelial function and NO release were assessed both in the absence and in the presence of tempol. Results: mesenteric bed superfusion with increasing concentrations of 2-ME (0.1 to 100 µM) increased mesenteric blood flow signal measured by laser-Doppler. Increasing concentrations of 2-ME superfusion on the pial surface through the technique of the closed cranial window led to a pial arteriole vasodilation. Systolic blood pressure increased significantly in pregnant rats treated with entacapone compared with untreated pregnant rats on days 14 and 19 of gestation. Both conductance (aortic rings) and resistance vessels (mesenteric small arteries) from entacapone-treated pregnant rats showed diminished relaxation in response to acetylcholine compared with vessels from vehicle-treated pregnant and virgin rats. In mesenteric arterioles, this endothelial dysfunction was abolished in the presence of l-NAME, indicating that it was caused by reduced NO availability, and it also improved in the presence of tempol, suggesting increased oxidative stress in hypertensive pregnant rats. Endothelial release of nitric oxide induced by calcium ionophore (A23187) was significantly greater in aortas from vehicle-treated pregnant rats than in aortas from pregnant rats given entacapone. This endothelial dysfunction seen in hypertensive rats was prevented by addition of tempol. The present study provides evidence that catechol-O-methyltransferase inhibition in pregnant rats produces arterial hypertension and endothelial dysfunction due to reduced nitric oxide bioavailability.