Interplay between the renin-angiotensin system and vascular sympathetic neurotransmission in fetal programming of hypertension: a focus on adventitia layer

Resumen

Antecedentes. Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la principal causa de morbilidad y mortalidad por enfermedades no transmisibles en el mundo. Junto con los factores de riesgo clásicos relacionados con el estilo de vida y antecedentes genéticos, se conoce la importancia de la vida fetal en el desarrollo de ECV. Ante un ambiente intrauterino adverso, el feto se adapta para asegurar la supervivencia. Sin embargo, estas condiciones inducen alteraciones en su desarrollo, lo que conduce a una mayor susceptibilidad para desarrollar ECV y sus factores de riesgo -particularmente hipertensión- en etapas posteriores de la vida. Esto se conoce como programación fetal de la hipertensión (FPH). A pesar de los esfuerzos, los mecanismos subyacentes a la programación fetal no se comprenden completamente, aunque se han propuesto algunos para explicar la relación entre un crecimiento fetal deficiente y el desarrollo posterior de hipertensión. Dos de los mecanismos propuestos son la alteración del sistema renina-angiotensina (SRA) y la activación del sistema nervioso simpático (SNS). Sin embargo, la posible relación entre estos dos sistemas y su contribución a las alteraciones vasculares funcionales y estructurales en la FPH aún no se ha abordado. En esta Tesis se postula la siguiente hipótesis: "la nutrición subóptima durante la vida fetal induce hipertensión en ratas machos, al menos en parte, a través de una alteración en la neurotransmisión simpática vascular, a través de una interacción con el SRA". El objetivo de esta Tesis fue evaluar en un modelo de FPH en rata si el SNS vascular y el SRA están alterado, si existe interacción entre ambos sistemas en la neuromodulación simpática vascular y la contribución de estas alteraciones al remodelado vascular. Además, las alteraciones hemodinámicas, el remodelado vascular y las modificaciones del SNS se han comparado con las encontradas en ratas espontáneamente hipertensas (SHR), un modelo de rata de hipertensión esencial. Los objetivos específicos fueron evaluar en ratas machos la influencia de la desnutrición fetal en: 1) parámetros hemodinámicos, el remodelado y la neurotransmisión simpática de la arteria mesentérica (AM), comparando los resultados con el modelo SHR de hipertensión esencial y 2) las alteraciones en el SRA, evaluando la expresión de enzimas y receptores, niveles circulantes de angiotensina II (Ang II) y su posible efecto sobre la neurotransmisión simpática. Métodos. Este estudio se realizó en descendientes de un modelo experimental de programación fetal, en ratas Sprague Dawley, inducida por una restricción del 50% de la ingesta materna durante la segunda mitad de la gestación (Maternal Undernutrition, MUN), utilizando como control, descendientes de ratas alimentadas ad libitum (CONTROL). Las ratas SHR se utilizaron como modelo de rata de hipertensión esencial, siendo su control la rata Wistar Kyoto (WKY). Los siguientes parámetros se evaluaron en descendientes macho de 6 meses de edad: 1) parámetros hemodinámicos (medida intra-arterial en ratas anestesiadas y pletismografía en la cola; 2) remodelado vascular (análisis histomorfométrico de AM) ; 3) inervación simpática (inmunohistoquímica de fluorescencia y microscopia Confocal en AM); 4) neurotransmisión simpática en la AM y el papel neuromodulador de Ang II (experimentos de liberación de 3H-noradrenalina por estimulación eléctrica); 5) determinación plasmática de Ang II (ELISA); 6) expresión de enzimas del SRA (renina, enzima convertidora de angiotensina (ACE1) y ACE2) y receptores (AT1, AT2, Mas y MrgD) por RT-PCR en AM; 7) distribución de receptores del SRA en la adventicia arteria mesentérica (immunohistoquímica de fluorescencia); 8) la presencia de NADPH oxidasa, la enzima principal responsable de la producción de ROS, en la adventicia de la AM (immunohistoquímica de fluorescencia y microscopia Confocal). Resultados. La restricción de nutrientes en la etapa fetal induce: 1) hipertensión; 2) remodelado hipertrófico de tipo “inward” con fibrosis en la AM; 3) mayor immuno-reactividad para tirosina hidroxilasa (marcador de inervación simpática); 4) mayor liberación y absorción de noradrenalina; 5) facilitación tónica por Ang II endógena a través de receptores presinápticos AT1; 6) mayor expresión de ARN de las enzimas ACE1 y ACE2; 7) mayor expresión de ARN de los receptores AT1 y menor de los receptores AT2, Mas y MrgD; 7) mayor immunoreactividad para NADPH oxidasa en la capa de adventicia. Conclusiones. En la etapa adulta, los machos expuestos a desnutrición fetal muestran una hipertrofia de la inervación simpática vascular e hiperactivación de la neurotransmisión simpática, al menos en parte, relacionada con alteraciones del SRA vascular. Estas modificaciones pueden ser responsables del remodelado y la fibrosis vascular a través de daño oxidativo. Todas estas alteraciones contribuyen a aumentar la resistencia vascular y, en consecuencia, contribuir al desarrollo de hipertensión. Las alteraciones del SNS y del remodelado vascular encontradas en FPH, son similares a las encontradas en ratas SHR.