El grupo de investigación trabaja con tres líneas diferentes pero estrechamente relacionadas, que se
detallan a continuación:
- LÍNEA 1. Efectos de los estrógenos y su metabolito 2- Metoxiestradiol (2ME) sobre el sistema cardiovascular
El efecto protector de los estrógenos en edad fértil sobre el sistema cardiovascular es evidente desde el momento en que la incidencia de enfermedad cardiovascular es menor en mujeres que en hombres de la misma edad, y que el riesgo de esta aumenta con la menopausia. Los mecanismos por los cuales los estrógenos ejercen sus efectos beneficiosos se llevan a cabo modulando el tono y crecimiento vascular. Uno de los problemas asociados a la hipertensión arterial es la alteración en la estructura vascular dando lugar a procesos de hipertrofia y remodelado de la pared arterial. Los estudios realizados en nuestro laboratorio sugieren que los estrógenos protegen el sistema vascular disminuyendo el nivel de hipertrofia. Según nuestros resultados preliminares este efecto podría esta mediado por la inhibición de la actividad de proteínas kinasas estimulantes de la proliferación celular. Este efecto podría llevarse a cabo mediante la acción antioxidante de los estrógenos que otros autores y nosotros hemos descrito anteriormente en ratas ovarectomizadas. Comprobamos que la ovarectomía en ratas provoca un incremento en la hipertrofia vascular inducida por la hipertensión arterial que puede estar mediado por un aumento en la producción de radicales libres de oxígeno, que actuando como señales intracelulares estimulan la expresión y activación de las proteínas kinasas activadoras de la mitogénesis (MAPK). También planteamos que los estrógenos protegen de la hipertrofia vascular inhibiendo la activación de las MAPK. Según los resultados de nuestros estudios, este efecto lo llevan a cabo posiblemente disminuyendo el estrés oxidativo celular, actuando como moléculas con actividad antioxidante, y/o mediante su modulación sobre el sistema renina angiotensina. En esa misma línea observamos que el tratamiento hormonal sustitutivo con 17-B estradiol previene la hipertrofia vascular y el incremento de presión en ratas ovarectomizadas jóvenes, mientras que carece de efecto beneficioso en ratas con mayor tiempo de evolución de la hipertensión. De la misma manera, el tratamiento con dosis farmacológicas de 2ME, no tóxicas ni feminizantes previno estos mismos eventos en rata macho y hembra ovarectomizadas.
Papel del 2-ME estradiol en la preeclampsia
La preeclampsia es un severo problema obstétrico que complica del 5 al 8% de todos los embarazos y causa severa morbi-mortalidad materna y fetal. Fisiopatologicamente se caracteriza por isquemia placentaria, que induce el factor de hipoxia HIF-1α y secreción placentaria a sangre de factores antiangiogénicos como el fms-like tirosina kinasa 1 soluble (sFlt1), que neutraliza el VEGF y el placental growth factor (PGF), y también la producción excesiva de citoquinas con disfunción endotelial, reducción de la producción de NO, y estrés oxidativo, que originan vasoconstricción periférica, retención renal de sodio y nefropatía glomerular proteinúrica con hipertensión arterial materna. Hacia el final del embarazo normal, la placenta genera altos niveles de estradiol y 2- metoxi estradiol (2-ME) que pueden contribuir a desarrollar la vasodilatación periférica característica mejorando la liberación de NO y prostaciclina, así como disminuyendo la producción de ROS. Este metabolito del estradiol tiene múltiples efectos como estimular la desestabilización del HIF- 1α lo que podría impedir la potenciación de la transcripción de diversos genes entre ellos sFlt1. Una deficiencia de 2-ME por disminución de la actividad de la COMT placentaria, como se observa en la pre eclampsia, produciría disfunción endotelial, e hipoperfusión placentaria observada en esta enfermedad.
En este sentido hemos demostrado en ratas gestantes, que la inhibición farmacológica de la actividad de la COMT provoca incrementos en los niveles de presión arterial y disfunción endotelial en arterias de resistencia, posiblemente debida a una menor biodisponibilidad de óxido nítrico.
Por ello es de gran importancia el estudiar la existencia o no de una asociación de los polimorfismos Val158Met del gen de la COMT asociada a una disminución en la actividad del enzima, en pacientes (y sus placentas) con preeclampsia, correlacionándolos con la severidad de la enfermedad. También es de gran interés estudiar los niveles de 2-ME en las pacientes y su posible asociación a las alteraciones en la disfunción endotelial y estado redox que presenta este síndrome. Dentro de esta línea hemos obtenido resultados que muestran una asociación entre el genotipo fetal homocigoto Met/Met y un mayor riesgo de preeclampsia, conjuntamente con niveles plasmáticos maternos de 2-ME significativamente menores.
- LÍNEA 2: Estrés oxidativo y nitrosativo e insuficiencia renal aguda
A lo largo de los últimos años hemos trabajado en modelos animales de isquemia/reperfusión (I/R) renal producidas por oclusión de la vena renal o del pedículo vascular del riñón izquierdo, sin nefrectomía del riñón contralateral, determinando la relación entre las alteraciones funcionales renales (hemodinámica intrarrenal, excreción de Na+ y agua y tasa de filtración glomerular) y los niveles intrarrenales de especies reactivas de oxígeno y del nitrógeno. Nuestros estudios se han centrado en la médula renal externa, ya que esta zona está fisiológicamente en una situación cercana a la hipoxia debido a la alta demanda de oxígeno de las células del segmento S3 del túbulo proximal y de la porción ascendente gruesa del asa de Henle y a la baja presión parcial de oxígeno en esa zona. La isquemia conduce a esta zona a una isquemia crónica, con ciclos espontáneos de I/R que termina llevando al riñón a una situación de insuficiencia crónica que se agrava con el tiempo. Hemos observado que el deterioro de la función renal que se observa tras la isquemia se asociado a la producción de altos niveles de radicales libres derivados del oxígenos (ROS), deterioro que se disminuye significativamente en presencia de sustancias antioxidantes. La alteración funcional, y también el efecto protector de los antioxidantes, son mayores sobre la región de la médula renal externa, en donde los antioxidantes normalizan el flujo sanguíneo. Este efecto beneficioso de los antioxidantes se ve anulado si la síntesis de óxido nítrico (NO) se encuentra inhibida, implicando que los antioxidantes actúan a través del NO.
También hemos observado que el periodo de isquemia se caracteriza por un aumento muy importante de los niveles de NO y del anión peroxinitrito, un radical libre que se cree responsable del deterioro de la función renal producida por la I/R. En condiciones basales los niveles de NO son altos y la de peroxinitrito bajos (ratio NO/peroxinitrito alta). Esta ratio disminuye durante la isquemia y se asocia al deterioro de la función renal, lo que se previene con el empleo de antioxidante, o con la inducción del enzima hemo oxigenasa-1. En nuestros estudios también hemos analizado la diferencia sexual en la respuesta a la I/R. Se sabe que las hembras son mucho más resistentes a la I/R renal que los machos. En nuestros estudios hemos observado que la diferencia de sexos se asocia a un mantenimiento de la ratio NO/peroxinitrito en hembras pero no en machos y también hemos observado que el empleo de antioxidantes hace comportarse al macho de forma semejante a la hembra, es decir, se evita la caída de la ratio NO/peroxinitrito y se previene significativamente el daño renal que se observa tras la I/R.
En la actualidad estamos realizando estudios sobre la I/R en animales diabéticos de ambos sexos.
- LÍNEA 3: Papel los mediadores gaseosos CO, NO y SH2 en la fisiopatología cardiovascular y renal de la diabetes experimental. Diferencias de género.
Nuestro grupo de investigación lleva años, interesado en establecer el papel fisiológico y fisiopatológico del óxido nítrico (NO), monóxido de Carbono (CO) y sulfuro de hidrógeno (SH2), así como de la sobreproducción de radicales libres, en la función cardiovascular y renal. En estos últimos años, hemos profundizado en el estudio los factores que determinan los niveles y acción de NO, CO, SH2 y /o estrés nitrosativo, en el tejido vascular y renal de animales tanto en condiciones normales, y en modelo animales de isquemia renal, diabetes inducida por administración de estreptozotocina, preclampsia, o hipertensión inducida por L-NAME. Nuestros resultados demuestran que en todas estas situaciones aparece, disfunción endotelial y /o una disminución en la biodisponibilidad de NO, que llevan consigo consecuencias deletéreas para la función cardiovascular y renal. Por otra parte, nos hemos interesado en la existencia de diferencias sexuales en las respuestas adaptativas que el organismo ofrece ante situaciones adversas. En este sentido, hemos observado una respuesta diferente en animales de distinto sexo, en los niveles de NO, y en mecanismos antioxidantes como la Hemo-oxigenasa-1 más favorable en las hembras, tanto en diabetes tipo-1 como en isquemia renal, situaciones que cursan con bajos niveles de NO. Múltiples áreas de investigación clínica y básica, sugieren que el desarrollo prenatal en un ambiente subóptimo “programa“ al individuo para la vida adulta, (fetal programming; FP), y se relaciona con un aumento del riesgo a sufrir enfermedad cardiovascular (ECV) en el adulto. Siendo la diabetes gestacional (DG) una de las complicaciones obstétricas más comunes, en las que parece existir un FP de la descendencia, desfavorable para individuos de sexo masculino, nuestro interés actual se dirige a dilucidar posibles diferencias de género en los mecanismos de defensa antioxidante (HO-1), niveles de NO, y en la función endotelial, de la descendencia de madres con diabetes gestacional tanto experimental como clínica.
