Hipertensión arterial experimental generada a través del uso de

Hipertensión arterial experimental generada a través del uso de

Hipertensión arterial experimental generada a través del uso de
Captopril.
Dra. María Ofelia Barber Fox *
Dra. María Elena Sarmiento **
Dr. Ernesto Barber Gutiérrez †
Dra. María Ofelia Fox Pascual ***
* Doctor en Ciencias Médicas. Profesor auxiliar de Fisiología
Especialista de Segundo Grado en Fisiología Normal y
Patológica
Facultad de Ciencias Médicas “Enrique Cabrera”
Instituto Superior de Ciencias Básicas y Preclínicas “Victoria
de Girón”
** Doctor en Ciencias Médicas. Profesor auxiliar de Fisiología
Especialista de Segundo Grado en Fisiología Normal y
Patológica
*** Doctor en Ciencias Médicas. Profesor Titular de Histología
Profesor consultante.
Facultad Latinoamericana de Medicina
Comunicarse con:
Dra. María Ofelia Barber Fox
Avenida de Vento No. 9504 entre 6 y 10 Altahabana. Boyeros. Ciudad de La
Habana, Cuba.
Telef: 644 1210
643 0425
E-mail: [email protected]
RESUMEN
Guyton y cols. anticiparon teóricamente que en cualquier tipo de hipertensión
arterial, la capacidad renal de excretar sal y agua debía estar disminuida. En
una investigación previa nosotros administramos, a ratas con presión arterial
normal, Propanolol, un β-bloqueador de la liberación de renina. Lo anterior
conllevó a vasodilatación fundamentalmente renal y a una hipertrofia tubular
proximal (HTP). A continuación se suprimió este fármaco, y posterior a un
período de tiempo bajo esta última condición, se constató la aparición de
hipertensión arterial (HTA) en dichos animales. Sin embargo, a estos
resultados se les señaló la posibilidad de la participación en la elevación de la
presión arterial, del “síndrome de supresión brusca” (SSB), el cual se describe
para este medicamento. En el presente trabajo, con el propósito de generar
HTA y rechazar la hipótesis del SSB, se utilizó un inhibidor del sistema renina
angiotensina diferente al propanolol: Captopril. Ratas de la línea Wistar fueron
tratadas con bajas dosis de esta droga (n=30). Después del tratamiento (T),
algunos animales se sometieron a un período de supresión (PS) del fármaco
(n=15). Animales controles evolucionaron paralelamente y sólo recibieron agua
destilada. Al término de ambos tiempos (T y PS) se estudiaron variables
morfofuncionales renales y la presión arterial. Se encontró HTP al finalizar el
tratamiento, y aumento de la reabsorción tubular de Na+ e hipertensión arterial
al final del PS, lo cual se responsabilizó a un desbalance glomérulo tubular con
preponderancia tubular generado por la HTP, que disminuyó la capacidad
excretora renal. Se generó un nuevo modelo de hipertensión experimental.
Palabras claves: hipertrofia tubular, hipertensión arterial, retención hidrosalina,
reabsorción tubular
ABSTRACT
Guyton and al. theoretically anticipated that in any kind of high blood pressure, the capacity
renal excrete salt and water should be diminished. In a previous investigation us s manage, to
rats with normal blood pressure, Propanolol, a β-popup blocker the release of renin. This led to
vasodilation essentially renal and a tubular hypertrophy proximal (PTH). The following are
deleted this drug, and subsequent to a period of time under this last condition , was found the
emergence of arterial hypertension (HTA) in these animals. However, these results were noted
the possibility of participation in the raising of the blood pressure, the "syndrome of suppression
sharp" (SSB), which is described in this medicine. In this work, with the purpose of generating
HTA and reject the hypothesis of SSB, was used an inhibitor of renin angiotensin differently to
propanolol: Captopril. Ratas wistar were treated with low doses (1mg/kg) of this drug (n=30).
After treatment (T), some animals were subjected to a period of removal (PS) of the drug
(n=15). Animals controls evolved parallel and received only distilled water. At the end of the
two times (T and PS) were studied variables human kidney and blood pressure. It was found
PTY to finalize the treatment, and increased tubular reabsorption from Na+ and arterial
hypertension at the end of the PS, which is blamed a unbalance glomérulo with preponderance
tubular tubular generated by the PTH, which reduced the capacity renal excretion. It generated
a new model of hypertension experimental.
Key words: tubular hypertrophy, arterial hypertension, Na+ retention, tubular reabsorption
INTRODUCCION
Nosotros participamos en una investigación previa en la que se provocó
hipertrofia tubular renal y se instaló hipertensión arterial (HTA) en ratas
previamente normotensas, a través del uso de propanolol, un β bloqueador de
la liberación de renina1. Estos resultados tuvieron el inconveniente de no
eliminar del todo la duda de si la
HTA era consecuencia de la hipertrofia
tubular encontrada en estos animales o debido a una respuesta en rebote, que
como se reporta en la literatura, produce el propanolol en los pacientes a los
cuales se les administra por un largo período de tiempo, debido al acúmulo de
sustrato de renina 2.
Con el propósito de establecer claramente la causa de la hipertensión arterial
generada en estos experimentos se decidió utilizar otro tipo de inhibidor del
sistema renina-angiotensina (SRA) de diferente mecanismo de acción al de los
β-bloqueadores. Así fue seleccionado el captopril, un inhibidor de la enzima
convertidora de angiotensina I en II (ACE) en la circulación pulmonar; con el
objetivo de provocar hipertrofia tubular proximal en ratas normotensas, a través
de los aumentos de flujo plasmático renal (FPR), filtración glomerular (IFG) y
sobrecarga de trabajo tubular que este fármaco debe provocar. Posterior a la
supresión de la droga estos efectos deben disminuir o cesar por lo que deben
normalizarse el flujo sanguíneo y la filtración, no así la hipertrofia tubular, lo
cual crearía un desbalance glomérulo-tubular, que pudiera traer como
consecuencia una expansión del volumen sanguíneo, de esta forma se
evaluaría las consecuencias de estos fenómenos sobre el comportamiento de
la presión arterial.
Por otra parte, para esta droga a diferencia del propanolol, no se ha reportado
hipertensión de rebote después de su descontinuación brusca, manteniéndose
en los pacientes a los cuales se les administra, niveles normales de tensión
arterial por varios días, hasta que sus valores vuelven paulatinamente a los
niveles de pre-tratamiento 2.
Los priincipales efectos del captopril (D 3 mercapto-2 metil propanoyl-1 prolina)
son los siguientes 3,4.
•
Disminución de la conversión de angiotensina I en angiotensina II.
•
Disminución de la liberación de aldosterona.
•
Vasodilatación y pérdida de sodio.
•
Disminución de la destrucción de kininas fundamentalmente en el riñón.
• Estimulación de la síntesis de prostaglandinas vasodilatadoras (PGE2 y
PGL2) en el endotelio vascular y el tejido renal.
•
Aumento del flujo sanguíneo renal
MATERIAL Y MÉTODO
Mediciones de la presión arterial sistólica (PAS) y de variables morfométricas y
funcionales del riñón, se realizaron a ratas de la línea Wistar, tratadas con
captopril (baja dosis), por vía oral durante 10 días (Grupo CAPTOPPRIL) y a
sus controles (agua destilada solamente), así como a ratas a las cuales se les
suprimió la droga y se les dejó evolucionar bajo esta nueva condición durante
22 días adicionales (Grupo SUPRESION) y a sus respectivos controles.
En la figura 2 se ilustra el proceder experimental que se aplicó a las 60 ratas
hembras, que fueron inicialmente seleccionadas con este fin, cuyo peso osciló
entre 150 y 250 gramos.
El estudio realizado al final de cada período consistió en la medición de la PAS,
por el método de Riva Rocci 5; la determinación de FPR e IFG a través de los
aclaramientos
plasmáticos
renales
de
para-amino
respectivamente, realizados por método estándar
6,7
hipurato
e
inulina,
; las determinaciones de
las concentraciones plasmáticas y urinarias de Na+, las cuales se realizaron
mediante fotometría de llama 8. Adicionalmente se calcularon la fracción de
filtración, el máximo tubular de para- amino hipurato (PAH), carga tubular,
cantidad reabsorbida y cantidad excretada de Na+. Como parte del estudio final
de cada período se realizó un estudio morfométrico basado en la técnica de
Weibel para estructuras dispuestas al azar 9, mediante el cual se midieron el
volumen tubular proximal (VTP), el volumen de la luz tubular proximal (VLP) y
el volumen de la pared tubular proximal (VPP).
RESULTADOS
A los 10 días de la administración de Captopril y 22 días posteriores a su
supresión, se encontraron cambios en la morfofunción renal, así como en la
presión arterial sistólica, en las ratas estudiadas.
Presión arterial sistólica
Los valores registrados de esta variable no se diferenciaron significativamente
entre los distintos grupos al inicio de los experimentos, ni a los 10 días de
tratamiento con Captopril.
Sin embargo, aparecieron diferencias significativas a los 22 días después de la
supresión de la droga, donde el grupo SUPRESION alcanzó un valor medio de
presión de 208.563 +/- 19.05 mm de Hg (Tabla I).
Flujo plasmático renal y intensidad de filtración glomerular
En la Tabla 2 pueden observarse los cambios hallados en el FPR y la
intensidad de filtración glomerular IFG, dados por los aclaramientos
plasmáticos renales de PAH (Apah) e inulina (AI), respectivamente.
El flujo plasmático renal mostró un incremento en los animales del grupo
CAPTOPRIL, según medición realizada el último día de administrada la droga,
lo cual marcó una significativa diferencia con el resto de los grupos.
Resultados similares al Apah se obtuvieron en las mediciones del AI, donde
también el grupo CAPTOPRIL mostró un incremento significativo en relación a
los otros grupos.
Fracción de filtración
La conocida dependencia de la intensidad de filtración glomerular con respecto
al flujo plasmático renal, se puso en evidencia una vez más en los resultados
de nuestro estudio, cuando se calculó la fracción de filtración (IFG/FPR), la cual
no tuvo variación significativa en ninguno de los grupos, como puede
observarse en la tabla II.
Máximo tubular
El cálculo del máximo tubular de PAH (TmPAH) a partir de la determinación del
aclaramiento plasmático renal de esa sustancia, bajo altas concentraciones
plasmáticas de la misma, presentó un incremento en los grupos CAPTOPRIL Y
SUPRESION con respecto a los controles, fenómeno que puede ser observado
en la figura 3.
Manejo renal del Na+
Aunque las concentraciones plasmáticas de sodio (PNa) mostraron valores
ligeramente mayores en los grupos experiemntales, la excreción urinaria (ENa)
no manifestó diferencias significativas entre los dos grupos experimentales y el
control, como puede ser observado en la tabla III.
Sin embargo, como puede observarse en la misma tabla, las cargas tubulares
de sodio (CTNa) fueron marcadamente mayores en el grupo CAPTOPRIL que
en
el
control.
El
grupo
SUPRESION
presentó
cargas
tubulares
significativamente menores que el grupo CAPTOPRIL, pero mayores que el
control. Fue de interés además, que el cálculo de las cantidades reabsorbidas
de este ion (CRNa) presentó resultados equivalentes a los anteriores.
Resultados morfométricos
Por otro lado el examen histológico de los cortes de riñones de todos los
animales, no mostró alteración aparente a la observación ocular. Sin embargo
su estudio morfométrico arrojó un incremento del VTP de los riñones de las
ratas que pertenecían a los grupos experimentales CAPTOPRIL y SUPRESION
en comparación con aquellos de los animales controles.
Como puede observarse en la tabla IV, el crecimiento del volumen de los
túbulos se debió esencialmente al crecimiento de la pared tubular, toda vez que
el estudio de la luz de los mismos (VLP) no mostró diferencia significativas
entre los grupos estudiados, lo cual contrastó con el marcado incremento que
existió en el VPP de los riñones de los grupos experimentales (CAPTOPRIL y
SUPRESION).
DISCUSION
En primera instancia los resultados morfométricos condujeron al planteamiento
del desarrollo de la hipertrofia tubular proximal en los riñones de las ratas que
habían recibido Captopril durante 10 días, ya que un incremento de un 16% de
aumento del volumen tubular proximal, estuvo acompañado de un 16% de
aumento del volumen de la pared tubular.
La hipertrofia renal bilateral se asoció con incrementos del flujo plasmático
renal, según los resultados obtenidos por la determinación del A PAH y, de la IFG.
Dichos incrementos de flujo y filtración regresaron a valores próximos a los
iniciales, cuando se suprime la droga, toda vez que el grupo experimental
SUPRESION no presentó valores diferentes de los controles en cuanto a FPR
y muy ligeramente diferentes en cuanto a la IFG.
Se deriva además de nuestros resultados que la hipertrofia tubular estuvo
acompañada del consecuente aumento de la función tubular, lo cual se
fundamenta en el incremento del TmPAH, encontrado en todos los animales que
recibieron el fármaco, esto es, CAPTOPRIL y SUPRESION.
Lo anteriormente referido nos lleva a pensar que en los experimentos se logró
producir hipertrofia renal bilateral por la administración durante 10 días de
Captopril, lo cual pudiera deberse a los incrementos previos de flujo sanguíneo
y filtración glomerular, idea a la que arribamos por la conocida dependencia
existente entre el flujo, la filtración, las cargas tubulares de las sustancias
filtradas y el trabajo reabsortivo tubular.
Como se ha dicho antes, el Captopril es una droga inhibidora de la enzima
convertidora de Angiotensina I en Angiotensina II, por lo que su administración
provoca la disminución de esta última en el plasma, como es conocido este
péptido es uno de los vasoconstrictores más potentes del organismo y de esta
manera la administración de Captopril conlleva a una vasodilatación y a un
aumento del flujo sanguíneo fundamentalmente en el riñón por la conocida
selectividad que la angiotensina II posee por el lecho vascular de este órgano
10
.De lo anterior depende, en gran medida, la filtración glomerular, relación esta
última que se reflejó en la constancia de la fracción de filtración en estos
experimentos11.
Los resultados obtenidos en el estudio de la presión arterial sistólica de los
animales en experimentación muestran una clara evidencia de valores altos en
el grupo SUPRESIÓN, a diferencia del grupo CAPTOPRIL que presentó
valores similares a los controles. Lo anterior y el hecho de que la PAS
registrada a los animales a los 22 días de suprimido el Captopril, tenga valores
mayores (208.93 +/- 19.05 mm de Hg) que los registrados en los mismos
animales cuando sólo tenían 7 días de suprimida la droga (173.2 +/- 7.16 mm
de Hg), animales que además tenían PAS normal (114.73 +/- 17.63 mm de Hg)
el último día de la administración de Captopril nos induce a pensar que:
1. La hipertensión generada en estos animales está en estrecha relación con
la supresión del Captopril.
2. La hipertensión se instala progresivamente durante el período de supresión.
Vistas así las cosas, la relación entre la hipertrofia tubular de esta forma
generada y la instalación de la hipertensión arterial en los animales del grupo
SUPRESION, la explicamos como sigue:
Debido a que la hipertrofia tubular renal fue encontrada no solo en los animales
del grupo SUPRESION, que presentó altas cifras de tensión arterial, sino
también en el grupo CAPTOPRIL, al final del tratamiento, donde la PAS se
mantuvo en cifras normales todo el tiempo, se hace difícil aceptar que el sólo
hecho de la hipertrofia tubular pueda ser causa de hipertensión arterial. Sin
embargo la IFG registrada durante los experimentos sufrió incrementos durante
la administración del Captopril y luego se redujo con la supresión de ese
fármaco.
La interpretación de estos fenómenos nos conducen a una explicación: el
Captopril conlleva a una alteración del balance glomérulo-tubular hacia un
predominio glomerular, desviación esta que pudo haber sido compensada por
la hipertrofia tubular proximal encontrada. Mas, cuando el fármaco fue retirado
la IFG se registró nuevamente con valores muy próximos a los normales
(similares a los controles), no así el tamaño y función tubular que se
mantuvieron hipertrofiados, lo cual nos conduce entonces a pensar en el
establecimiento de una nueva alteración del balance glomérulo-tubular, esta
vez a predominio de la función tubular. Este fenómeno, sin duda alguna,
pudiera dejar establecidas las condiciones para la progresiva retención
hidrosalina y la instauración de la hipertensión arterial, lo cual justifica los
incrementos de la PAS encontrados al final del período de haber suprimido el
Captopril.
En relación con la excreción renal de sodio, como pudo ser observado en los
resultados reflejados en los acápites correspondientes al manejo renal de este
ion, no existió cambios en esta variable con respecto a los animales controles,
para ninguno de los grupos experimentales. Debe recordarse que la
determinación de dicha variable se realizó solamente el último día de evolución
de cada grupo, esto es, al final del tratamiento con Captopril y al finalizar el
período de supresión; momentos en los que había existido tiempo suficiente
para que pudieran establecerse compensaciones fisiológicas ante cualquier
variación de uno o varios de los mecanismos que encierra la natriuresis.
En cambio en el grupo SUPRESION las cargas tubulares de sodio se vieron
reducidas con respecto al grupo CAPTOPRIL, sin embargo esta reducción no
fue de igual proporción que la disminución de la IFG entre los dos grupos, la
cual retornó a valores normales a diferencia de las cargas tubulares, que se
mantuvieron algo elevadas por encima de los valores iniciales, después del
período de supresión, lo cual ya fue comentado al referirnos a los resultados de
las determinaciones de estas variables.
Por tanto la disminución de la carga tubular de este ion encontrada en el grupo
SUPRESION, debió depender de las variaciones en las concentraciones
plasmáticas de el mismo
Si las disminuciones de las cargas tubulares de sodio son menores que la
caída de la IFG, esto solo puede explicarse por incremento en la concentración
plasmáticas de Na+ como fue recogido en los resultados de este estudio
realizado al grupo SUPRESIÓN (Tabla III).
El incremento de las concentración plasmática de sodio, también fue signo de
retención del mismo en los líquidos corporales, muy en consonancia con el
aumento de la cantidad reabsorbidas de este ion, encontradas en los animales
del grupo SUPRESION.
Es decir, los anteriores resultados son favorables para la instalación de una
retención hidrosalina, hecho que no fue estudiado en estos experimentos, pero
que pudo ser la responsable de la elevación de la presión arterial. En estudio
similar, usando otro tipo de inhibidor del sistema renina-angiotensina, se
constataron resultados similares con expansión de volumen previo al desarrollo
de la hipertensión12.
CONCLUSIÓN
Los resultados muestran una elevación de la presión arterial túbulodependiente, que debió estar mediada inicialmente por una expansión de
volumen sanguíneo, aunque esta última no fue estudiada.
Se generó un nuevo modelo de hipertensión arterial experimental.
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medio del uso de un bloqueador competitivo de angiotensina II. Rev
Cubana Invest Biomed 2006 Enero;25(1).
GRUPOS
n = 15
1
2
n = 15
n = 15
3
4
n = 15
0
10
20
30
40
Días
Experimentales
Controles
Figura 2. Proceder experimental aplicado durante el período de tratamiento con
captopril y el período de su supresión. Al final de cada período se realizó el
estudio morfológico y funcional de los riñones.
GRUPOS
n
CONTROL
CAPTOPRIL
SUPRESION
15
15
15
Tiempo 0
116.63 +/- 5.77
117.13 +/- 8.62
113.00 +/- 9.17
PAS mm de Hg
10 días
116.44 +/- 4.85
119.63 +/- 15.89
114.73 +/- 17.63
32 días
113.4 +/- 7.63
208.9 +/- 19.05 ∗
Tabla I. Efecto de la administración de Captopril y su supresión sobre la presión
arterial sistólica, en ratas
∗: p < 0.01
Los valores están expresados en Media +/- Desviación Estándar
GRUPOS
n
FPR (Apah)
ml/min/100 gr-rata
IFG (AI)
ml/min/100 gr-rata
FRACCION
FILTRACION
CONTROL
15
2.91 +/- 0.13
0.55 +/- 0.07
0.17 +/- 0.03
CAPTOPRIL
15
3.35 +/- 0.68 ∗
0.72 +/- 0.34 ∗
0.20 +/- 0.07
SUPRESION
15
2.77 +/- 0.83
0.54 +/- 0.17
0.19 +/- 0.06
Tabla II. Efectos de la administración de Captopril y su supresión sobre el flujo
plasmático renal y la intensidad de filtración glomerular en ratas.
∗: p < 0.01 Los valores están expresados en Media +/- Desviación Estándar
*
*
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Tmpah
CONTROL
CAPTOPRIL
SUPRESION
Figura 3. Efecto de la administración de captopril y su supresiòn sobre el
máximo tubular de para-amino hipúrico.
GRUPOS
CONTROL
n
15
PNa
ENa
CTNa
CRNa
(mEq/litro)
(mEq/min/10
(mEq/min/100
(mEq/min/100
139 +/- 2.4
0 gr-rata)
0.0007 +/-
gr-rata)
0.069 +/- 0.013
gr-rata)
0.0685 +/- 0.013
0.101 +/- 0.052 ∗
0.1 +/- 0.048 ∗
0.081 +/- 0.022 ∗ 0.074 +/- 0.012 ∗
CAPTOPRIL
15 142 +/- 3.7 ∗
0.00001
0.0007 +/-
SUPRESION
15 144 +/- 4.3 ∗
0.00002
0.0008 +/0.00001
Tabla III. Efecto de la administración de Captopril y su supresión sobre la
concentración plasmática, la excreción urinaria, la carga tubular y la cantidad
reabsorbida de sodio, en ratas.
∗: p < 0.01 Los valores están expresados en media +/- Desviación Estándar
GRUPOS
CONTROL
CAPTOPRIL
SUPRESION
n
15
15
15
VTP
VLP
VPP
Fracc. área
Fracc. área
Fracc. área microscop.
microscop.
0.70 +/- 0.008
0.81 +/- 0.020 ∗
0.81 +/- 0.007 ∗
microscop.
0.14 +/- 0.003
0.15 +/- 0.01
0.15 +/- 0.03
0.56 +/- 0.006
0.66 +/- 0.02 ∗
0.65 +/- 0.02 ∗
Tabla IV. Efecto de la administración de Captopril y su supresión sobre los
volúmenes tubular proximal, de la luz tubular y de la pared tubular, en ratas.
∗: p < 0.01
Los valores están expresados en Media +/- Desviación Estándar