Efectos preventivos de quercetina sobre la disfunción endotelial inducida por endotelina-1

Resumen

La ET-1 es un potente péptido vasoconstrictor derivado del endotelio que juega un importante papel en la fisiología cardiovascular, de tal modo que la alteración de sus niveles esta asociada a muchas formas de enfermedad cardiovascular. Se ha observado un aumento en los niveles de ET-1 en diversos modelos experimentales de hipertensión, tales como ratas sometidas a nefrectomía unilateral y administración de acetato de deoxicorticosterona (DOCA) más dieta rica en sal (DOCA-sal) o infusión de angiotensina-II (Ang-II), así como en ateroesclerosis o diabetes, donde están asociados a la disfunción endotelial que se observa en estos modelos (Bousette y Giaid, 2003; Cernacek et al., 2003; Muller et al., 2003). Diversos autores han demostrado que la ET-1, a través de la activación de sus receptores (ETA/ETB), incrementa la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) a nivel vascular dando lugar a disfunción endotelial (Wedgwood et al., 2001; Li et al., 2003; Loomis et al., 2005). Los efectos protectores cardiovasculares de la quercetina se han relacionado con una gama muy amplia de acciones biológicas, entre las que se incluyen la antioxidante, antiagregante plaquetaria y vasodilatadora (Rice-Evans y Packerl., 1998; Duarte et al., 1993). Además, varios estudios han encontrado que el tratamiento crónico con quercetina reduce la presión arterial en diversos modelos animales de hipertensión (Duarte et al., 2001; Duarte et al., 2002; Galisteo et al., 2004; García-Saura et al., 2005). Estos efectos antihipertensivos estaban asociados a una reducción en los marcadores plasmáticos y urinarios de estrés oxidativo, a una reducción de hipertrofia tanto cardiaca como renal y a la mejora de la función endotelial. Además, recientemente se ha demostrado que quercetina previene la disfunción endotelial, la producción de O2-y el aumento de expresión de la subunidad p47phox inducida por Ang-II en aorta de rata (Sánchez et al., 2007) Dado al papel clave de ET-1 y del estrés oxidativo en la enfermedad cardiovascular, así como, los efectos protectores cardiovasculares de quercetina, los objetivos que se establecieron para la realización de esta Tesis Doctoral fueron los siguientes: 1) Investigar los efectos de quercetina y de su principal metabolito plasmático, isorramnetina, en forma de genina, sobre la disfunción endotelial inducida por ET-1 in vitro, y su relación con la producción vascular de O2-. 2) Analizar los mecanismos implicados en el aumento en la producción vascular O2- y la expresión de la subunidad p47phox del sistema NADPH oxidasa inducido por ET-1 in vitro. 3) Analizar los efectos de quercetina y de su principal metabolito plasmático, isorramnetina, sobre la vía de señalización inducida por ET-1 para el aumento en la producción vascular O2- y la expresión de la subunidad p47phox del sistema NADPH oxida. RESULTADOS 1) La ET-1 a concentraciones de 10 nM e incubada durante 2 horas produce disfunción endotelial en anillos aórticos de rata. 2) La disfunción inducida por ET-1 se debe a un incremento en la producción de radicales O2- debido a la activación de la NAD(P)H oxidasa vascular y a un desacoplamiento de la eNOS. La activación del sistema NAD(P)H oxidasa vascular se debe al aumento en la expresión de la subunidad p47 phox, subunidad limitante en la activación de dicho sistema, inducida por ET-1. 3) La vía de señalización por la que ET-1 induce la disfunción endotelial, el aumento de la producción de radicales O2- y el aumento en la expresión de la subunidad p47 phox del sistema NADPH oxidasa, incluye la activación de la proteina kinasa C (PKC), de la tirosina kinasa c-Src y de las kinasas reguladas por señales extracelulares 1 y 2 (ERK1/2). 4) La Quercetina e Isorramnetina a concentraciones de 1 o 10 µM previenen la disfunción endotelial inducida por ET-1, debido a que inhiben el incremento de la formación de radicales O2- inducido por la ET-1 vía NAD(P)H oxidasa vascular y desacoplamiento eNOS. Al efecto inhibidor de estos flavonoides, contribuye la reducción del incremento de la expresión de la subunidad p47phox inducido por ET-1. 5) El efecto inhibidor de quercetina, pero no de isorramnetina, parece estar mediado por su capacidad de inhibición de la PKC, lo que inhibiría la vía de señalización inducida por ET-1 desde el inicio de la misma. En cambio, el efecto inhibidor de isorramnetina se debe a su capacidad de inhibición de MAPKs, por lo que inhibe la vía de señalización inducida por ET-1 en los pasos finales de la misma. Estos resultados sugieren que la ET-1 estimula la producción de radicales O2- mediante la activación de la NADPH oxidasa vascular, lo cual da lugar a una disfunción endotelial mediante un mecanismo PKC-dependiente y en el que también está implicada la activación de c-Src y ERK 1/2. Quercetina y otros flavonoides relacionados son inhibidores de proteinas kinasas, incluyendo a PKC y Src (Middleton et al., 1993). Todos estos resultados indican que tanto quercetina como isorramnetina previenen el aumento de la producción de radicales O2- inducido por ET-1 mediante la reducción de la sobre-expresión de la subunidad p47phox y el posterior incremento de la actividad NADPH oxidasa y desacoplamiento de la eNOS, lo cual conduce a una mejora de la función endotelial. Los efectos de la quercetina están mediados por su capacidad inhibidora de la PKC, mientras que los efectos de isorramnetina están mediados por su capacidad inhibidora de la ERK 1/2.