Efectos del óxido nítrico sobre los canales de potasio cardíacos nkv1.5 y kv4.3

Resumen

El óxido nítrico (NO) es un mediador que participa en numerosos procesos fisiológicos. En un modelo porcino de fibrílacíón auricular (FA) se ha demostrado, recientemente, que el endocardio auricular expresa elevados niveles de NO-síntasa endotelial (NOS3), que genera elevadas concentraciones de NO y que la FA disminuía la expresión de la NOS3 y la producción de NO. Estos resultados sugerían una posible relación entre la disminución en los niveles de óxido nítrico y la FA, sin embargo, los efectos del NO sobre la actividad eléctrica auricular eran desconocidos. Por ello en esta Tesis Doctoral nos propusimos: a) comparar la expresión de la NOS3 en pacientes con y sin FA; b) analizar los efectos del NO sobre la corriente de K+ rectificadora tardía de activación ultrarrápida (/Kur; generada por canales hKv1.5) y sobre la corriente transitoria de salida de K+ (/10i; generada por canales Kv4.3) y c) identificar las vías de señalización implicadas en los efectos del NO sobre ambas corrientes. Las corrientes iónicas se registraron utilizando la técnica de fijación de voltaje en parche de membrana (patch-clamp) en su configuración de célula entera en líneas celulares de mamífero transfectadas con los genes que codifican la expresión de los respectivos canales clonados de tejido cardiaco humano así como en miocitos de ratón y auriculares humanos. En los estudios de inmunocitoquímica, se realizaron experimentos mediante Western blot, microscopía confocal y el ensayo de fijación de biotína. Los resultados presentados en esta Tesis Doctoral demuestran que en pacientes con FA crónica disminuye la expresión de la NOS3, lo que sugiere que la FA se acompaña de una reducción en los niveles de NO. Por otra parte, hemos demostrado que el NO inhibía la /Kur, registrada en células Ltk~ y la /toi, registrada en células de ovario de Hámster chino, de forma concentración-, tiempo- y voltaje-dependiente. La inhibición de la W implicaba la activación simultánea de dos vías de señalización: por un lado la ruta guanilil ciclasa/GMPc/proteína cínasa G y por otro la S-nitrosilación directa de la proteína del canal hKv1.5. Por el contrario, el efecto sobre la /l0i está mediado por la activación de la adenilil cíclasa, con el consiguiente aumento en los niveles de AMPc, que finalmente resulta en la activación de la proteína cínasa A y de la serina-treonina-fosfatasa 2A participando ambas enzimas en el efecto inhibitorio final. Tanto la inhibición observada como las vías de señalización se reproducen cuando se registran la /Kur y la /|01 en miocitos auriculares humanos disociados enzimáticamente a partir de muestras de orejuela auricular procedentes de pacientes sometidos a cirugía cardiaca. Para determinar la posible repercusión de la inhibición de estas dos corrientes sobre la duración de la repolarízacíón auricular, se utilizó un modelo matemático de potencial de acción auricular humano. El modelo era ejecutado en situación normal y tras introducir los cambios en la conductancia y en las propiedades cinéticas y voltaje-dependientes producidos por el NO a la concentración de 200 nM (dentro del rango fisiológico), lo que permitió determinar que el NO, como consecuencia de la inhibición producida sobre las corrientes de K+ auriculares, prolongaba la duración del potencial de acción auricular humano, especialemente en la fase de meseta. Los resultados demuestran que el NO participa en el control de la morfología de los potenciales de acción humanos y que la disminución en la concentración de NO que acompaña a la FA contribuye al extraordinario acortamiento de los potenciales de acción, lo que favorece el mantenimiento de la arritmia.