envejecimiento, diabetes mellitus y disfunción endotelial · envejecimiento, diabetes mellitus y...
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Envejecimiento, diabetes mellitus y
disfunción endotelial
Dr. L. Rodríguez Mañas
Sº de Geriatría
Hospital Universitario de Getafe
XI Curso ALMA
Salamanca, 1-4 de abril de 2012
LA VIDA ES
UNA ENFERMEDAD UNIVERSAL
DE TRANSMISION SEXUAL
CON UNA LARGA EVOLUCIÓN
PERO CON UN PRONOSTICO FATAL…
…con frecuentes manifestaciones de disfunción vascular durante el proceso de envejecimiento
OXFORD VASCULAR STUDY
Oxfordshire 2002-2005
91.106 individuos
Casos incidentes 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Cerebrovascular Coronario Art. Periférica No clasificable
Porcentaje
> 65 (14%) > 75 (6%)
80 % Cerebrovascular 54 %
73 % Coronario 47 %
78 % Arteriop. Periférica 56 %
Rothwell PM et al., Lancet 2005
Mortality in Spain by cause and group of age.���
Rate per 100,000, Year 2004
• Vascular disease is the main cause of death and disability in old people.
Las enfermedades cardiovasculares
son la primera causa de muerte y de
incapacidad en el grupo de población
anciano
Los cambios que se producen en el
Sistema Vascular durante el
envejecimiento, así como sus
mecanismos, son pobremente conocidos
Mean age for patients with Cardiac Failure is near 80 years old, 3 in 4 stroke patients are older than 65, more than 50% of all cases of incident Ischemic Heart Disease are
observed in old people.
“Be afraid of the old age, because it usually does not come alone.”
Plato; 347 BC- 427 BC
Ageing is the main cardiovascular risk
factor
Ateroesclerosis: un Proceso Silencioso,
Generalizado y Progresivo
MUERTE
ACCIDENTE VASCULAR CEREBRAL
Edad, Sexo , Antecedentes Familiares
Arteria Normal
Depósito Colesterol
Placa fibrosa
Placa ateros-
clerótica
Ruptura/fisura/ de la placa &
trombosis
INFARTO
ANGINA
Colesterol Elevado Tabaquismo
Hipertensión Arterial
Diabetes Mellitus
obesidad y sedentarismo
Factores de riesgo coronario
Geriatricians: The doctors of time Ann Intern Med 2005
Life Expectancy in Males Y
ears
Age
Walter LC. JAMA 2001;285:2750-2752
18
12,4
6,7
14,2
9,3
4,9
10,8
6,7
3,3
7,9
4,7
2,2
5,8
3,2 1,5
4,3
2,3 1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
70 75 80 85 90 95
Percentil >75 Percentil 50 Percentil <25
9,5
6,0
17 years
HbA
1c (%
)
Generation of the “Glycemic legacy”
Intensive treatment
Modificado de Del Prato S, Diabetologia 2009
Usual treatment
Therapeutic Target
Células espumosas!Lípido intracelular y extracelular!
Migración y proliferación!de la célula muscular lisa!
Célula muscular lisa!Acumulación de matriz extracelular!Productos de desecho!
Rotura de la placa!Formación de trombos!
ESTRIA GRASA
PLACA FIBROSA
DISFUNCION ENDOTELIAL ENFERMEDAD VASCULAR
HTA Dislipemia Tabaco Diabetes
DISFUNCION ENDOTELIAL
ATEROGENESIS
ENFERMEDAD VASCULAR
MORBIMORTALIDAD CARDIOVASCULAR
ENVEJECIMIENTO
Factores implicados en la RPT
• Tono adrenérgico
• Colágeno de la pared
• Remodelamiento vascular
• Inervación perivascular
• Reparación
• Neovascularización
• ……….
Papel fisiológico del endotelio Vascular Furchgott RF, Zawadki JV. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature 288:373-376, 1980. Se describe que la relajación vascular producida por aceticolina está mediada por la liberación de un factor endotelial (EDRF) que difunde y actua sobre el músculo liso vascular subyacente.
Células implicadas Endotelio Plaquetas Macrófagos Terminaciones nerviosas Célula muscular lisa vascular
¿ ¿
Estiramiento
AII ET-1 NA 5-HT TxA 2
OxLDL Trombina
No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente
Crecimiento de la CMLV
Promotores" Inhibidores
TGF β 1
Rozamiento
Heparina Heparan sulfato
NO PGI 2 CNP
Estrés!Oxidativo!
PDGF!bFGF!EGF!IGF-1 IL-1!IL-6!TNFα
REMODELAMIENTO VASCULAR
DISFUNCION ENDOTELIAL
ENDOTELIO NORMAL ENDOTELIO ALTERADO
LDL-C Hipertensión Diabetes Tabaco
DISFUNCION
- Vasodilatación
- Controla la adhesión de plaquetas y leucocitos
- Barrera selectiva
- Inhibe la proliferación migración MLV
- Vasoconstricción
- Aumenta la adhesión de plaquetas y leucocitos
- Incrementa depósito de lípidos y reduce su eliminación
- Migración crecimiento MLV
CAUSAS POTENCIALES
Endotelio Endotelio
Músculo Liso Vascular
Músculo Liso Vascular
Membrana Basal
Membrana Basal
O2-!
O2-!
OLC
TXA2/PGH2
O2-! ET NO PGI2!EDHF
ALLA RICERCA DEL MINOTAURO
Endotelio!NADPH!Xantinoxidasa!Mitocondria!Angiotensina II"
?!
TNF-a/Il-1b/Il-6!
TXA2/PGH2" NO"
O2-!
Peroxinitritos"
O2-!
O2-!O2-!
O2-!
"A!P!-"1! "
NF-kB!
NF-kB!
O2-! O2-!
iNOS!COX-2!-"
Músculo liso!vascular"
O! 2! -!
HIPOTESIS
DISFUNCION ENDOTELIAL
ESTRES OXIDATIVO MEDIADORES INFLAMATORIOS
ENVEJECIMIENTO
METHODS TO STUDY IMPAIRED FUNCTION (FRAILTY/DISABILITY)
GAIT-RITE,
POSTUROGRAPHY
ELASTOGRAPHY
DYNAMOMETER
METHODS TO STUDY ENDOTHELIAL/VASCULAR FUNCTION IN OLD PEOPLE
IN VITRO
CELL CULTURES IMMUNOHYSTOCHEMISTRY
HPLC, ELISA
PCR, WESTERN BLOT
GENOMIC, METABOLOMIC
MICROVASCULAR REACTIVITY: MULVANY MYOGRAPH
IN VIVO
MICROVASCULAR FUNCTION: PLETHYSMOGRAPHY, ENDOPAT-2000
MACROVASCULAR FUNCTION: ECHO-DOPPLER
BODY COMPOSITION: IMPEDANCIOMETER
VASCULAR TISSUE VASCULAR CELLS
ADIPOSE TISSUE
ADIPOSE CELLS
BLOOD SAMPLES
HUMAN MICROVESSELS
TR
UE
IN
LA
B
TR
UE
IN
LIF
E
Microvasos
mesentéricos
Epiplón de pacientes sometidos a intervención
quirúrgica abdominal, sin enfermedad vascular
conocida.
MATERIAL BIOLOGICO
Estudios de Reactividad Vascular
Homogeneizado vascular RNA
Inclusión en parafina Cortes Histológicos
CULTIVOS CELULARES
Miógrafo para pequeños vasos
Transducer Transductor
MICROVASOS MESENTERICOS HUMANOS PROCEDENTES DEL
EPIPLON DE PACIENTES SOMETIDOS A INTERVENCION
QUIRURGICA ABDOMINAL.
GTP
GMPc
GC
NO
Nitroprusiato sódico
ENDOTELIO
CELULAS MUSCULARES LISAS DE LA PARED
Ca2+
Ca2+ NOS
L-arg
NO
+
+
LNMMA
-
Acetilcolina Bradicinina
Evaluación de la función endotelial
+
• DISFUNCION ENDOTELIAL ASOCIADA AL ENVEJECIMIENTO:
ADULTOS
ANCIANOS
K+ 35 mM
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
BK (Log M)
CO
NT
RA
CC
ION
(%
)
K+35 mM
-9 -8,5 -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 -5 0"
20"
40"
60
80"
100"
NP (LogM)
*
pD
2
EDAD
R^2 = ,526! (n=122)
6,4
6,6
6,8
7.0
7,2
7,4
7,6
7,8
8.0
8,2
8,4
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Rodríguez-Mañas et al. Ageing Cell, 2009
ENVEJECIMIENTO
Endotelio
Membrana basal!!
!
!
!
Músculo liso vascular"
BK
L-arg
NO NO
Receptor
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
(+)
PGI2!
O2-!NO!x
O2-!
EXITE UN CLARO DETERIORO EN LAS RESPUESTA ENDOTELIO DEPENDIENTES A BK ASOCIADO AL ENVEJECIMIENTO
K+ !35 mM
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
< 65 años > 65 años
BK (Log M)
CO
NT
RA
CC
ION (
%)
? ?
Existe una disfunción endotelial asociada al envejecimiento, en
la que están implicadas dos vías:
Ciclo-oxigenasa Pérdida de un factor vasodilatador
Aparición de un factor contráctil.
Oxido Nítrico Radicales Libres.
O2-!¿ ? ¿Desacoplamiento NADPH XO Angiotensina II?
OXIDO NITRICO
Endotelio
Músculo Liso Vascular
Músculo Liso Vascular
Membrana!Basal
BK
L-arg
NO NO
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
O2-!
NO!x
Peroxinitritos
+
SOD (100 U/ml)
Tratamiento con antioxidantes:
TEMPOL (100 µM)
K+ !
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5
0
20
40
60
80
100
>60 años <60 años
>60 años + tratamiento
CATALASA (600 U/ml)
*
* *
Ac. Urico (10 µM)
*
* +
* +
0
20
40
60
80
100
K+ !
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5
BK (Log M) BK (Log M)
OXIDO NITRICO
Endotelio
Músculo Liso Vascular
Músculo Liso Vascular
Membrana!Basal
BK
L-arg
NO NO
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
O2-!
NO!x
Peroxinitritos
BH4
+
¿NADPH XO Angiotensina II?
* ¶!
*!
-8! -7! -6!
0!
20!
40!
60!
80!
100!
BK (Log mol/l)!
% C
on
trac
tio
n!
-8! -7! -6!0!
20!
40!
60!
80!
100!
* ¶!
*!
BK (Log mol/l)!
> 60years with H4B (n=7)!
< 60 years (n= 17)!
> 60 years (n= 27)!
> 60 years with 1400W (n= 8)!
< 60 years (n= 17)!
> 60 years (n= 27)!
0
20
40
60
80
100
K+ 35mM
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5
> 60 años (n=8)
> 6 + 100 µM apocinina (n=9)
% c
on
tra
cc
ión
BK (-LogM)
*
Existe una disfunción endotelial asociada al envejecimiento, en
la que están implicadas dos vías:
Ciclo-oxigenasa Pérdida de un factor vasodilatador
Aparición de un factor contráctil
Oxido Nítrico O2-!
Desacoplamiento NOs NADPH
Daño por
OONO -
NO!
K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
< 60 años (n=19) >60+ NS-398 (n=15) >60 años (n=17)
BK (logM)
CO
NT
RA
CC
ION
(%
)
*
(-) COX-2
K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100 < 60 años (n=19) >60+SQ-29548 (n=12) >60 años (n=18)
BK (logM)
*
(-) R-TXA
K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
< 60 años (n=11) > 60 años+ (-) COX-1 (n=16) >60 años (n=14)
BK (logM)
(-) COX-1
ENVEJECIMIENTO
Endotelio
Membrana basal!!
!
!
!
Músculo liso vascular"
BK
L-arg
NO NO
Receptor
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
(+)
PGI2!
O2-!NO!x
TXA2/PGH2
O2-!
O2-!
EXISTE UN CLARO DETERIORO EN LAS RESPUESTA ENDOTELIO DEPENDIENTES A BK ASOCIADO AL ENVEJECIMIENTO
K+ !35 mM
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
< 65 años > 65 años
BK (Log M)
CO
NT
RA
CC
ION (
%)
Métodos • El Flujo del antebrazo se midió por pletismografía de oclusión venosa en tres
grupos de sujetos de edades diferentes (< 40 años, n=22;, 40-60 años, n=22; y > 60 años, n=18) libres de enfermedad y factores de riesgo cardiovascular
Presión venosa
Presión Arterial
40 mm Hg
GTP
GMPc
GC
NO
Nitroprusiato sódico
ENDOTELIO
CELULAS MUSCULARES LISAS DE LA PARED
Ca2+
Ca2+ NOS
L-arg
NO
+
+
LNMMA
-
Acetilcolina Metacolina
Evaluación de la función endotelial
+
Age (years)!
3!
4!
5!
6!
7!
8!
9!
20! 30! 40! 50! 60! 70! 80! 90!
A!
pD
2fo
r A
Ch!
0!
250!
500!
750!
1000!
chan
ge
of
the
bas
al r
atio
(%
)!
0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!
>60 years (n=17)!<60 years (n=36)!
*
B!
0!
250!
500!
750!
1000!
chan
ge
of
the
bas
al r
atio
(%
)!
0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!
<60 years with vitamine C (n= 20)!<60 years with SOD (n= 16)!
D!
<60 years (n= 36)!
250!
500!
750!
1000!
0! 10! 20! 30! 40!
C!
>60 years (n=16)!<60 years (n=25)!
SNP (nmol/min)!
0!
250!
500!
750!
1000!
0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!
*!*¶!*¶!
E!
>60 years with vitamine C (n= 9)!>60 years with SOD (n= 9)!>60 years (n= 16)!
OXIDO NITRICO
Endotelio
Músculo Liso Vascular
Músculo Liso Vascular
Membrana!Basal
L-arg
NO
Receptor
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
(+)
O2-!
NO!x
iNOS!
CORTES HISTOLOGICOS
MICROVASOS MESENTERICOS HUMANOS (200-500 µm)
INCLUSION EN PARAFINA
CORTES HISTOLOGICOS (5 µm)
ESTRUCTURA DEL VASO TINCION DE HEMATOXILINA/EOSINA
INMUNOFLUORESCENCIA • ESTRÉS OXIDATIVO • PROTEINAS
A Dihydroethidium!
55 years! 81 years!
C Anti-nitrotyrosine antibody!
46 years! 81 years!
-8.0" -7.0" -6.0"0"
20"
40"
60"
80"
100"
BK (log mmo/l)"
% C
on
trac
tio
n"
B"
Control <60 years (n= 27) "Control >60 years (n= 26) ">60 years with! 100 µmol/l tempol (n= 16)"
*†
*
-8.0" -7.0" -6.0"0"
20"
40"
60"
80"
100"
Control <60 years (n= 21) "Control >60 years (n= 18) ">60 years with!10 µmol/l uric acid (n= 13)"
D"
BK (log mmo/l)"
% C
on
trac
tio
n"
*†
*
Figure 4!
MICROVASOS MESENTERICOS
HOMOGENEIZADO VASCULAR
EXTRACCION RNA
RT-PCR
HOMOGENEIZADO VASCULAR
-8.0! -7.0! -6.0!0!
20!
40!
60!
80!
100!Control <60 yeras (n=17)!Control >60 years (n=27)!>60 years with 10 µmol/l 1400W (n=8)!>60 years with 10 µmol/l H4B (n=8)!
B!
BK (log mol/)!
% C
on
trac
tio
n!
*† *
-8.0! -7.0! -6.0!0!
20!
40!
60!
80!
100!Control <60 years (n=16)!Control >60 years (n=13)!>60 years with 100 µmol/l ! apocynin (n=16)!
D!
BK (log mol/l)!
% C
on
trca
tio
n!
*† *
<60 years" >60 years"0.0"
1.0"
2.0"
3.0"
4.0"
5.0"
Patients age"
* A!
Rel
ativ
e le
vels
of
mR
NA
exp
ress
ion
!
eNOS"
iNOS"
<60 years" >60 years"0.0"
1.0"
2.0"
3.0"
Patients age"
*
C!
Rel
ativ
e le
vels
of
mR
NA
exp
ress
ion
!
NOX-4"
Figure 5!
A !40 years! 70 years!
B!
100!80!60!40!20!0!0!
10!
20!
30!
40!
50!
60!
Age (years)!
Nu
clei
sta
ined
/µm
2 !
(x10
,000
)!
Cambios estructurales de la pared vascular asociados al envejecimiento!
Endotelio"
A P - 1
NF-kB!
NF-kB!
?!
O 2 - TNF-α/Il-1b/Il-6
TXA2/PGH2 NO NO O2-!
Peroxinitritos
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
iNOS!COX-2
Músculo liso!vascular"
¿Pared vascular?!¿Endotelio?"
TNF-a/Il-1b/Il-6!
TXA2/PGH2" NO"
O2-!
Peroxinitritos"
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
"A!P!-"1! "
NF-kB!
NF-kB!
O2-! O2-!
iNOS!COX-2!-"
Músculo liso!vascular"
O! 2! -!
HIPOTESIS
ESTRES OXIDATIVO MEDIADORES INFLAMATORIOS
ENVEJECIMIENTO
¿Origen?
NADPH!Xantinoxidasa!Mitocondria!Angiotensina II"
Cambios estructurales de la pared vascular!asociados al envejecimiento!
DISFUNCION ENDOTELIAL
INFLAMACION!+
ATEROSCLEROSIS
Rodriguez-Mañas et al.
Aging Cell, 2010
CONCLUSIONES
√ El envejecimiento se acompaña de disfunción endotelial
√ Los principales factores endoteliales afectados son el óxido
nítrico y los derivados de ciclo-oxigenasa
√ Son varios los mecanismos que pueden estar implicados: Desacoplamiento de NOS
Interferencia por ROS
Modificación en la actividad o expresión de las NOS
Modificación en la actividad o expresión de las COX
CONCLUSIONES
La presencia concomitante de un
microambiente pro-inflamatorio y de
una alteración en los sistemas de
reparación, favorecen la existencia del
remodelamiento vascular y predispone
al padecimiento de las enfermedades
vasculares
Diabetes mellitus
• Grupo de trastornos metabólicos caracterizados por una infrautilización de la glucosa y unos niveles elevados de glucosa plasmática.
• Enfermedad crónica con una elevada morbimorbilidad a largo plazo secundaria al desarrollo de complicaciones vasculares crónicas.
• Las alteraciones vasculares se han dividido en microangiopatía y macroangiopatía
Riesgo Cardiovascular ���
en la Diabetes Tipo 2
Muerte Cardiovascular
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Incidencia de complicaciones a los 7 años (%)
Infarto de miocardio
ACV
No diabéticos
Diabetes tipo 2
-IM +IM -IM +IM -IM +IM
Haffner SM et al. N Engl J Med 1998;339:229-234.
- IM = Sin infarto de miocardio previo + MI = Con infarto de miocardio previo
-IM +IM -IM +IM -IM+IM
Diabetes Diabetes
Disfunción Endotelial
Disfunción Endotelial
? ?
-. Inhibición de las relajaciones dependientes de endotelio
-. Inhibición de las relajaciones dependientes de endotelio
-. Aumento de la permeabilidad vascular
-. Aumento de la permeabilidad vascular
Hiperglucemia
Mitocondria
O2-
PKC
NADPH oxidasa SONe
O2-
ON Peroxinitrito
Nitrotirosina
Disfunción endotelial
DNA dañado PARP
↑ Via polioles
Glutation
↑ DAG AGE
-
I
H+
III
H+
IV
H+
II
H+ H+
NAD+ NADH FADH2
FAD
H2O
O2
ATP
sintasa UCP
ADP+Pi ATP
e-
e- Q-
e- e-
cit c
O2 O2-
Formación de radicales libres
Brownlee M. Nature 2001; 414: 813-820
Hb!Hb! CH! CH!
CH! CH!
OH!OH!
N!N! R!
R!
Base de Schiff!Base de Schiff!
Hb!-NH!2!Hb!-NH!2! +!+!
C!
C!
C!
C! OH!OH!H!
R!
H!
R!
H! O!H! O!
Hemoglobina!Hemoglobina!
Glucosa!Glucosa!
NH! R!NH! R!Hb! CH!2! !C!
Hb! CH!2! !C!
O!O!
Producto de Amadori!Producto de Amadori!
Productos Intermedios! !
de la Glicosilación!
Productos Intermedios! !
de la Glicosilación!
-!O!2!-!O!2!
-!O!2!-!O!2!
! !
Generación de anión superoxido por! !la hemoglobina glicada!
!
!
- refleja el control glucémico!- circula libre en plasma (nM)!- penetra en la pared vascular!- tiene una vida biológica larga!
Endotelio
ACh
HbHG NO NO
HbHG HbHG
O2-!eNOS
(+)
O2-!
Membrana basal!
M ú s c u l o l i s o vascular!
RELAJACIÓN!
L. Rodriguez-Mañas y cols., Circulation 1993!J. Angulo y cols., Hypertension 1996!S. Vallejo y cols., Diabetologia 2000!
Ratas SD!(4 meses)"
Grupo Control!(grupo 1)!
Inducción de la diabetes mediante inyección con STZ (60 mg/Kg).!
Ratas diabéticas!( glucemia > 200 mg/dl)!
1s 2s 3s 6s 7s 9s!
Tratamiento con insulina!
Tiempo de evolución!de la diabetes (semanas).!
(grupo 2)! (grupo 3)! (grupo 4)! (grupo 5)! (grupo 6)! (grupo 7)!
Glucemia HbA1c
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
10
20
30
40
0
2
4
6 8
10
12
14
Tiempo (semanas)
Glu
cem
ia (
mm
ol/L
)
Hb
A1c
(%
)
* * * * *
*
* *
Tratamiento con insulina
Rodríguez-Mañas y cols. Diabetologia, 2003; 46: 556-566
Perfil Metabólico Disfunción Endotelial!
Glucemia HbA1c AGEs! No!
No!
Si!
Si!
Si!
No!
Glucemia HbA1c AGEs!
Glucemia HbA1c AGEs!
Glucemia HbA1c AGEs!
Glucemia HbA1c AGEs!
Glucemia HbA1c AGEs!Rodríguez-Mañas y cols. Diabetologia, 2003; 46: 556-566
Valores de pD2 para ACh en microvasos mesentéricos. Efecto de la preincubación con SOD.!
Perfil metabólico Control SOD (100 U/ml)!
Gluc HbA1c AGEs !7.75 ± 0.14! (35)!
7.65 ± 0.19! (10)!
Gluc HbA1c AGEs ! 7.76 ± 0.14! (10)!
7.65 ± 0.09! (7)!
Gluc HbA1c AGEs ! 6.59 ± 0.13 *! (9) !
7.08 ± 0.09 *†! (8)!
Gluc HbA1c AGEs ! 6.27 ± 0.11 *! (22)!
7.21 ± 0.04 *†! (12)!
Gluc HbA1c AGEs ! 6.44 ± 0.17 *! (7) !
7.14 ± 0.14 *†! (7) !
Gluc HbA1c AGEs ! 7.70 ± 0.15! (12) !
7.68 ± 0.14! (9)!
Los resultados se expresan como la media ± ES. Entre paréntesis se indica el número de segmentos vasculares. Utilizados. * p<0.05 respecto al valor obtenido de ratas no diabéticas. † p<0.05 frente al valor de su correspondiente control.!
SONe
Ach
ON
Relajación
HbHG
HbHG O2-
x
Célula endotelial
Membrana basal
Célula muscular lisa
Estudios en pacientes.
• Evaluar si existen diferencias en las respuestas vasoactivas entre
sujetos sanos y sujetos con DM tipo 1.
• Evaluar si la intensidad del deterioro se relaciona con el grado de
control metabólico.
• Evaluar el efecto del ión superóxido en las respuestas
vasodilatadoras endotelio-dependientes.
Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143
Infusión de metacolina
Mch
SON L-arg
ON +
GTP
GMPc
GC +
ENDOTELIO
MUSCULO LISO
Metacolina (nmol/min)
% c
am
bio
de
l ra
tio
ba
sa
l
HbA1c ≥7.5% (n= 12)
HbA1c <7.5% (n= 12)
Control (n= 14)
0
0 20 40 60
200
400
600
*
*
*: p< 0.05 respecto a los sujetos control y los diabéticos con buen control para cada dosis
Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143
Infusión de metacolina + SOD
Mch
SON L-arg
ON +
GTP
GMPc
GC +
ENDOTELIO
MUSCULO LISO
ON O2-
O2-
O2-
x
Metacolina (nmol/min)
% c
am
bio
de
l ra
tio
ba
sa
l Metacolina (n= 12)
Metacolina + SOD (n= 12)
Control (n= 14)
Grupo HbA1c ≥ 7,5%
0
0 20 40 60
200
400
600
** *
*: p< 0.05 respecto a metacolina + SOD; **: p< 0.05 respecto al grupo control
Infusión de metacolina + SOD
Metacolina (nmol/min)
% c
am
bio
de
l ra
tio
ba
sa
l
Metacolina + SOD (n= 14)
Metacolina (n= 14)
0
0 20 40 60
200
400
600
0 20 40 60
Metacolina + SOD (n= 12)
Metacolina (n= 12)
Grupo control Grupo HbA1c < 7,5%
0!
200!
400!
600!
800!
MCh (µgr/min)!
% c
amb
io c
/nc!
10!3!1!
Sanos!Diabetes (HbA1c > 7.5)!Diabetes (HbA1c > 7.5 +TTO)!Diabetes (HbA1c > 7.5 +TTO+SOD)!
Diabetes tipo I
*
Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143
GTP
GMPc
GC + ON
MUSCULO LISO
O2-
O2-
O2-
x
Diabetes (mal control glucémico)
Mejoría de control glucémico
Mch
SON L-arg
ON +
LNMMA
-
ENDOTELIO
ON
Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143
Productos de Amadori inducen
la producción y actividad de distintos
marcadores pro-inflamatorios .
Actividad NOS
(Nox. µmol/L)
Actividad COX
(Units/mL) Efector
None
NHb
HHb
HHb+ L-NAME
HHb+ NS-398
BSA
gBSA
CKm
3.98±2.0 4.88±2.9
4.01±1.8 3.78±0.9
15.30±2.5* 22.25±10.3*
3.72±0.3** N.D.
N.D. 8.23±2.1**
4.2±0.3 4.5±1.2
12.39±4.2 13.41±3.2*
11.30±2.9* 28.30±2.8*
IL-6
(pg/mL) Efector
None
NHb
HHb
Glucosa
[22 mM]
1.83±0.2 55.00±5.5 4.30±3.2
1.10±1.8 57.10±4.0 4.40±0.6
4.98±2.6* 118.00±15.1* 12.50±3.1*
4.76±0.6* 120.20±14.8* 7.76±3.1*
TNF-α
(pg/mL)
IL-1β
(pg/mL)
A
B
N.D., No Determinado
CKm: TNF-α + IL-1β
Enzimas
pro-inflamatorias
citocinas
pro-inflamatorias
HPMC
Nevado y cols., Br. J. Pharmacol 2005
Detección de NF-kB por inmunofluorescencia!
TNFα"B!
HbG! TNFα!
Hb!
Peiró y cols. Br J Pharmacol 2003; 140: 681-690
CORAJE…… ESTAMOS ACABANDO !!!
¿PUEDEN INTERACTUAR ESTOS
FACTORES?
ENVEJECIMIENTO
Membrana Basal!!
!
!
!
MLV"
BK
L-arg
NO NO
Receptor
O2-!eNOS
O2-!
O2-! iNOS! O2-!
(+)
PGI2!
O2-!NO!x
TXA2/PGH2
O2-!
O2-!
HAY UN DETERIORO DE LAS RESPUESTAS ENDOTELIO-DEPENDIENTES A BK ASOCIADAS A LA EDAD
K+ !35 mM
-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0
20
40
60
80
100
< 65 yrs
> 65 yrs
BK (Log M)
CO
NT
RA
CC
ION (
%)
DIABETES
HAY UN DETERIORO DE LAS RESPUESTAS ENDOTELIO-DEPENDIENTES A ACh ASOCIADA A LA DIABETES
Membrana!Basal!Endotelial
ACh
HbHG NO NO
HbHG HbHG
O2-!eNOS
(+)
O2-!MLV!
RELAJACION!
-9" -8" -7" -6" -5"0"
20"
40"
60"
80"
100"
ACh (logM)"
*
DIABETIC
CONTROLS
ENVEJECIMIENTO HIPERTENSIÓN DIABETES
Empeoramiento de la vasodilatación endotelio-
dependiente + + +
Empeoramiento de la vasodilatación no endotelio-
dependiente - - +
Biodisponibilidad del NO + + +
Prostaciclina + + + Vasoconstrictores derivados de
COX + + +
Estrés oxidativo + + +
Inflamación + + +
Rigidez arterial + + ± Expresión, síntesis y niveles
plasmáticos de ET-1 + + +
ANGII-ACE + + + Actividad procuagulante
endotelial + + +
AGE + + +
Cambios estructurales de la pared vascular asociados al envejecimiento!
Endotelio"
A P - 1
NF-kB!
NF-kB!
?!
O 2 - TNF-α/Il-1b/Il-6
TXA2/PGH2 NO NO O2-!
Peroxinitritos
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
O2-!
iNOS!COX-2 -
Músculo liso!vascular"
¿+ Diabetes?
ENVEJECIMIENTO
El envejecimiento es el principal factor de riesgo
cardiovascular
La edad media de los pacientes con insuficiencia cardiaca se aproxima a los 80 años, además 3 de cada 4 pacientes con ictus es mayor de 65 años y más
del 50% de la cardiopatía isquémica se centra en los mayores de 65 años.
El Riesgo Relativo de enfermedad cardiovascular en presencia de FRCV en el anciano es mucho menor que en el adulto.
HIPERTENSIÓN DIABETES
K+ -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5
adult aged aged + CVD
log M [BK]
p < 0.001
0
20
40
60
80
100 adult aged aged + HT + DM
%C
on
tra
cti
on
p < 0.01
K+ -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5
Human mesenteric microvessels
0
20
40
60
80
100 adult aged aged + HT
%C
on
tra
cti
on
aged aged + DM p < 0.1
adult
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
0 0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
4 4.5
5
21 32 42 44 46 72 79 0 5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
22 32 39 41 42 51 61 62 72 77 79 yrs. yrs.
NO
x (µ
M)
0 5000
10000 15000 20000 25000
32 39 42 44 56 62 72 79
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
23 27 32 44 72 79
años. años.
RL
Us
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
27 32 42 46 60 72 77
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
32 49 60 72 77 79 42 años. años.
RL
Us
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
22 32 39 42 46 55 60 72 77 79
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
32 39 42 72 79
Actividad del promotor iNOS estimulado por HHb
años. años.
RL
Us
Vec
es d
e in
du
cció
n b
asa
l V
eces
de
ind
ucc
ión
vs
basa
l
Vec
es d
e in
du
cció
n
vs
basa
l V
eces
de
ind
ucc
ión
vs
basa
l
Actividad del promotor iNOS según la edad
Actividad NOx estimulado por HHb
Actividad NOx según la edad
Actividad del promotor COX-2 estimulado por HHb
Actividad del promotor COX-2 según la edad Actividad NF-kB estimulado por HHb
Actividad NF-kB según la edad
Rodríguez-Mañas y cols., Br J Pharmacol, 2006
5,5mM DG 22mM DG
22mM DG+IL-1β IL-1β
Inmunolocalización de iNOS
TRAT 18h
Lafuente N et al. J Hypertension, 2009
DISFUNCION ENDOTELIAL ENFERMEDAD VASCULAR
HTA DISLIPEMIA
MECANISMOS
DIFERENTES/EDAD DEPENDIENTES
COMPLEMENTARIOS
ATEROGENESIS
ENFERMEDAD VASCULAR
MORBIMORTALIDAD CARDIOVASCULAR
DIABETES ENVEJECIMIENTO
ENVEJECIMIENTO
DIABETES
“Be afraid of the old age, because it usually does not come alone.”
Plato; 347 BC- 427 BC
Ageing is the main cardiovascular risk
factor
Pathogenic mechanisms leading from diabetes to vascular disease are different in old people. 25% of old people have diabetes.
CARDIOVASCULAR
DISEASE
DEATH
FRAILTY
AND DISABILITY
Arterial Aging. Is It an Immutable Cardiovascular Risk Factor?
Samer S. Najjar, Angelo Scuteri, Edward G. Lakatta
Hypertension. 2005;46:454-462
... Therefore, the notion that aging is a chronological process and that its risky components
cannot be modulated is no longer tenable. It is our hope that a greater appreciation of the links
between arterial aging and cardiovascular diseases will stimulate further investigation into
strategies aimed at preventing or retarding arterial aging.
Nombre de los autores de la conferencia
Departamento de Farmacología y Terapéutica Universidad Autónoma de Madrid
Carlos F. Sánchez Ferrer
Concepción Peiró Nuria Lafuente Nuria Matesanz
Verónica Azcutia Elena Cercas
Sº de Geriatría y Unidad de Investigación Hospital Universitario de Getafe
Leocadio Rodríguez Mañas
Mariam El-Assar de la Fuente Pedro López-Dóriga
Susana Vallejo Roberto Petidier Julián Nevado
Joaquín Solís Jiménez Manuel Montes Lluch
Marta Castro Rodríguez Cristina Alonso Bouzón
Carolina Rodríguez Sánchez Alberto Sánchez Ferrer
¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!!