La nitración de proteínas contribuye a la potenciación quimiosensorial del cuerpo carotídeo de ratas sometidas a hipoxia intermitente.
Loading...
Date
2013
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
La hipoxia se manifiesta en diferentes condiciones fisiológicas y patológicas en los seres vivos. Entre ellas, uno de los patrones de hipoxia más común es la hipoxia intermitente crónica que consiste en la ocurrencia de eventos de hipoxia de corta duración seguidos por episodios de normoxia, tal como ocurre en el síndrome de apnea obstructiva del sueño. Numerosos reportes demuestran que la hipoxia intermitente contribuye al desarrollo de alteraciones cardiovasculares e hipertensión que sufren los pacientes con apnea obstructiva del sueño. De hecho, se ha demostrado que, pacientes con apnea obstructiva del sueño o animales sometidos a hipoxia intermitente crónica, presentan potenciación de los reflejos ventilatorios, simpáticos y cardiovasculares en respuesta a la hipoxia aguda. Este aumento de respuestas ha sido atribuido a la potenciación de la reactividad de los quimiorreceptores del cuerpo carotídeo.La potenciación quimiosensorial carotídea consiste en un aumento de la frecuencia de descarga de potenciales de acción del nervio carotideo en respuesta a un estímulo hipóxico agudo, pero los mecanismos celulares asociados a este fenómeno no se conocen completamente. Pese a esto, se sabe que la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y en particular el radical superóxido (O2 -) contribuyen a la potenciación quimiosensorial, ya que la administración de antioxidantes y/o agentes miméticos de las superóxido dismutasas (SODs) previenen la potenciación quimiosensorial. Resultados obtenidos en nuestro laboratorio muestran que marcadores relacionados con el estrés oxidativo o las respuestas inflamatorias podrían estar implicados en la generación de la potenciación quimiosensorial, sin embargo, de ellas, sólo la formación de residuos de 3-nitrotirosinas (3-NT) presenta un correlato temporal con la aparición de la potenciación quimiosensorial. El O2 - y el óxido nítrico pueden reaccionan formando radical peroxinitrito, que modifica residuos de tirosina generando 3-NT. Por lo tanto, decidimos estudiar un posible mecanismo que explicara cómo, la formación de 3-NT, puede contribuir a la potenciación quimiosensorial del cuerpo carotídeo.Una de las proteínas susceptibles a sufrir nitración es la manganeso SOD (MnSOD). Esta enzima mitocondrial, normalmente regula los niveles tóxicos de O2 -, pero presenta disminución de su actividad catalítica cuando es modificada por nitración en su sitio activo. Dado que los niveles de O2 - dependen de la actividad catalítica de la MnSOD, cabe esperar que una disminución en su actividad por nitración aumente los niveles de ROS en las células quimiorreceptoras de cuerpo carotídeo, contribuyendo a la potenciación quimiosensorial. Estudiamos el efecto de la hipoxia intermitente sobre la actividad quimiosensorial, los niveles de MnSOD y 3-NT en el cuerpo carotídeo de rata. Analizamos si la hipoxia intermitente genera cambios en la actividad de la MnSOD y si estos cambios se relacionan con la nitración de esta enzima.Los resultados descritos en esta Tesis doctoral demuestran que la exposición a hipoxia intermitente crónica por 5 días produce aumento de la actividad del nervio carotídeo en respuesta a un estímulo de hipoxia aguda y que este aumento se mantiene luego de 7 días de hipoxia intermitente. Que cuerpos carotídeos de ratas sometidas a 3 días de hipoxia intermitente presentan aumento en los niveles de 3-NT, los que se mantienen altos luego de 5 y 7 días de exposición a hipoxia intermitente. Dado que el CB tiene un pequeño tamaño (500 μm de diámetro), usamos a las células cromafines de la médula adrenal como modelo de las células glómicas del CB. Encontramos que la exposición a 7 días de hipoxia intermitente también aumenta los niveles de 3-NT en las médulas adrenales. Además, encontramos que en ratas sometidas a hipoxia intermitente la actividad de la MnSOD se encuentra disminuida en las médulas adrenales pero aumentada homogenizados de cuerpo carotídeo, y que dichos cambios son prevenidos al administrar ácido ascórbico como antioxidante.Por otra parte encontramos que, en ratas expuestas a hipoxia intermitente, no cambian los niveles de MnSOD en las médulas adrenales, pero sí están aumentados en homogenizados de cuerpo carotídeo. Sugiriendo que el aumento de actividad de la MnSOD en los cuerpos carotídeos se debe a un aumento de sus niveles. Al medir los niveles de MnSOD nitrada a través de ensayos de co-inmunoprecipitación, encontramos que tanto en las médulas adrenales, como en los cuerpos carotídeos, los niveles de MnSOD nitrada en ratas sometidas a hipoxia intermitente es mayor que en las ratas controles, y que este aumento es prevenido con el tratamiento con antioxidantes. Pese a que el aumento de actividad observado en los cuerpos carotídeos de ratas sometidas a CIH, descarta la contribución de la nitración de la MnSOD en la potenciación quimiosensorial, decidimos estudiar la contribución del radical peroxinitrito (inductor de la nitración) y de los ROS mitocondriales sobre la actividad quimiosensorial usando distintos antioxidantes. MitoTEMPO (específico contra ROS mitocondriales) y Ebselen (específico contra peroxinitrito), previenen el desarrollo de la potenciación quimiosensorial del CB. Además la administración de Ebselen revierte el aumento de la presión arterial inducido por hipoxia intermitente. Estos resultados permiten concluir que la nitración de la MnSOD no está involucrada en el aumento de actividad quimiosensorial evocada por CIH. La producción de peroxinitrito y/o de ROS mitocondriales son fundamentales para desarrollar la potenciación quimiosensorial del cuerpo carotídeo observada en ratas sometidas a hipoxia intermitente. Y el tratamiento con Ebselen revierte la hipertensión inducida por CIH.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención en Ciencias Fisiológicas)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013