Evaluación de efecto vasoprotector del consumo

Evaluación de efecto vasoprotector del consumo

ARTÍCULO INVESTIGACIÓN
Evaluación de efecto vasoprotector del consumo de curcumina en
ratas macho Sprague-Dawley con dieta hipercolesterolémica.
Evaluation of the curcumin vasoprotective effect in Sprague-Dawley male rats with a
hypercholesterolemic diet.
Giordano Herrera K.1, Carlos Ogalde O.1, Scarlett Orellana S.1, Diego Valle D.1, Gustavo Bresky R.2,
Fernando Moraga C.3
(1) Estudiante de Medicina. Facultad de Medicina, Universidad Católica del Norte. Coquimbo, Chile.
(2) Gastroenterólogo hepatólogo. Facultad de Medicina, Universidad Católica del Norte. Coquimbo, Chile.
(3) Magíster en Fisiología. Facultad de Medicina, Universidad Católica del Norte. Coquimbo, Chile.
Recibido el 05 de Octubre de 2011. Aceptado el 05 de diciembre de 2011.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN: El hígado graso no alcohólico puede abarcar
desde una simple esteatosis hasta una cirrosis hepática. Los mecanismos fisiopatológicos que modulan el estrés oxidativo, la
actividad inflamatoria y profibrótica, deberían ser cruciales en
su mayor o menor agresividad hepática y vascular. Un compuesto derivado de la Cúrcuma longa L, la curcumina, poseería propiedades vasoprotectoras. OBJETIVO: Comparar en situaciones
de dieta hipercolesterolémica los cambios vasculares entre ratas
macho Sprague Dawley que consumen curcumina y las que no
consumen. MATERIAL Y MÉTODO: Estudio analítico, experimental, longitudinal y prospectivo en ratas macho SpragueDawley expuestas a condiciones de hígado graso no alcohólico
e hígado graso no alcohólico adicionando curcumina, durante 4
meses. Sacrificadas, se realizó protocolo de función vascular en
arteria mesentérica superior aislada (respuesta a acetilcolina, N
nitro-L-arginina metil éster y nitroprusiato) y medición de presión portal por punción directa. Los resultados fueron expresados en promedios junto a la desviación estándar de la media. Las
diferencias entre los grupos fueron probadas mediante t de Student y test de Mann-Whitney. RESULTADOS: La medición de
presión portal no mostró diferencias significativas entre ambos
grupos. No hubo diferencias significativas en las pruebas con N
nitro-L-arginina metil éster ni nitroprusiato; diferencia que sí
existió con acetilcolina entre la dilatación de la arteria mesentérica superior de hígado graso no alcohólico y las de hígado graso
no alcohólico más curcumina. DISCUSIÓN: La curcumina mejoró la respuesta vasodilatadora a acetilcolina, lo que sugiere que
el posible efecto antioxidante sería mejorando la función endotelial. Se sugiere su futuro uso terapéutico.
ABSTRACT
INTRODUCTION: Nonalcoholic fatty liver disease can range
from simple steatosis to cirrhosis. The pathophysiological mechanisms that modulate oxidative stress, inflammatory and profibrotic activity should be crucial in the liver injury and vascular
aggressiveness. Curcumin, a compound derived from Curcuma
longa L, possesses vasoprotectives properties. OBJECTIVE: To
compare in hypercholesterolemic diet situations the vascular
changes between Sprague-Dawley male rats who consume curcumin and who do not consume. MATERIAL AND METHOD:
Analytical, experimental, prospective and longitudinal study in
Sprague-Dawley male rats exposed to conditions of Nonalcoholic
fatty liver with and without curcumin, for four months. After the
sacrifice, a vascular function protocol was performed on an isolated superior mesenteric artery (response to acetylcholine, L-NGNitroarginine Methyl Ester and nitroprusside) and measurement
of portal pressure by direct puncture. The results were expressed
as average and the standard deviation of the central tendency.
The differences between the groups were tested using Student's
t-test and Mann-Whitney test. RESULTS: The portal pressure
measurement showed no significant differences between groups.
There was no significant difference in the nitroprusside test, in
the other hand, exist a difference with acetylcholine between arteries of nonalcoholic fatty liver group against nonalcoholic fatty
liver plus curcumin group. DISCUSSION: Curcumin improved
the vasodilator response in response to acetylcholine, suggesting a possible antioxidant effect which improves endothelial
function. It is suggested for future therapeutic use.
KEY WORDS: Curcumin, Fatty Liver, Sprague-Dawley Rats.
PALABRAS CLAVE: Curcumina, Hígado Graso, Ratas SpragueDawley.
INTRODUCCIÓN
En Chile, los problemas nutricionales asociados a obesidad son
de una alta prevalencia. Según la Encuesta Nacional de Salud
2009-2010, muestra que a nivel nacional, la prevalencia de exceso de peso (IMC mayor o igual a 25) es del 64,5%; 39,32% sobrepeso (IMC mayor a 25 y menor a 30), 25,13% obeso (IMC mayor
o igual a 30), y 2,3% de obesos mórbidos (IMC mayor a 40) (1).
Esta realidad nacional conlleva al análisis de la influencia de la
malnutrición en la salud y en la génesis de diversas patologías
como las hepatopatías, en especial el hígado graso no alcohólico
(HGNA), el cual es el tema de interés en este estudio.
El HGNA es un desorden hepático común que se define como la
presencia de esteatosis hepática en más del 5% de los hepatocitos. Puede existir o no inflamación y fibrosis en un individuo
con una ingesta alcohólica menor de 40 g a la semana e, idealmente, sin otras causas de daño hepático crónico. Clínicamente
suele cursar de forma asintomática y está demostrada su asociación con la obesidad, insulinorresistencia y dislipidemia (2).
El acúmulo de ácidos grasos liposolubles en el hepatocito satura
la β-oxidación microsomal, induciendo la β-oxidación peroxisoREVISTA ANACEM. VOL.5 N°2 (2011)
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mal, que tiene como producto un aumento de los radicales libres,
estrés oxidativo y disfunción endotelial (3).
El endotelio es un tejido funcionalmente complejo, que se encarga
de mantener un equilibrio en la vasorregulación mediante la liberación de factores endoteliales vasodilatadores y vasoconstrictores
(4). El más importante es el óxido nítrico (NO), sintetizado a partir de L-arginina a través de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS).
El NO causa relajación del musculo liso subyacente, estimulando
la producción de 3’-5’ guanosina monofosfato cíclico (GMPc) por
estimulación de la guanilato ciclasa. El nitroprusiato es un vasodilatador venoso y arterial. El mecanismo de acción de esta droga
es similar al del NO, aumentando los niveles de GMPc. Cualquier
alteración de la fisiología del endotelio (disfunción endotelial) se
produce tempranamente en el proceso de ateroesclerosis, incluso
antes de que pueda detectarse engrosamiento de la íntima.
Considerando el sobrepeso y la obesidad, junto con la alta tasa de
prevalencia de diabetes mellitus (9,4% de la población), se puede
decir que las posibilidades de desarrollar una esteatosis hepática
en la población chilena son elevadas, y es por esto que es necesario enfocar la investigación científica hacia la búsqueda de compuestos que puedan intervenir en la progresión de esta enfermedad; entre estos compuestos destaca la curcumina. La curcumina
(diferuloilmetano), un derivado de la Curcuma longa L., presenta
una actividad antioxidante que actúa inhibiendo la peroxidación
lipídica, ya que se une a micelas de fosfatidilcolina inhibiendo
la dioxigenación de ácidos grasos inducida por la lipooxigenasa,
cumpliendo una función de vasoprotección (5,6). Se sabe que esta
sustancia es estable en el estómago y en el intestino delgado, y su
elevada lipofilia le permite una rápida absorción gastrointestinal
por difusión pasiva. Tras su administración, es metabolizada y excretada principalmente por la bilis y heces, y también por la orina.
Sus principales metabolitos también son bioactivos.
Con esta información, se espera que ratas macho SpragueDawley (RMSD) con dieta hipercolesterolémica que consumen
curcumina, tengan una mejor respuesta a sustancias vasoactivas
que las que no la consumen. El motivo de la investigación recae
en la necesidad de comparar en situaciones de dieta hipercolesterolémica, los cambios vasculares entre RMSD que consumen curcumina y las que no consumen; comparar los eventuales cambios
que produce una dieta hipercolesterolémica en la presión portal
de RMSD que consumen curcumina y las que no consumen; y
confirmar con resultados y apoyar el futuro uso terapéutico de la
curcumina como sustancia vasoprotectora en casos de personas
que consuman una dieta elevada en colesterol y calorías.
MATERIAL Y MÉTODO
Estudio analítico, experimental, longitudinal y prospectivo, en el
cual a 12 ratas macho Sprague-Dawley se les indujo hígado graso
no alcohólico al administrarles dieta alta en colesterol (35% de
grasa, 25% de proteína, 20% de hidratos de carbono y 20% de
pellet), durante 4 meses. A un grupo de 6 ratas (grupo HGNA-curcumina) se le incluyó en su alimentación 30 μg de curcumina por
rata al día. Las otras 6 ratas sólo se alimentaron con dieta hipercolesterolémica (grupo HGNA). Sacrificadas, se realizó protocolo de
función vascular en vaso aislado en arteria mesentérica superior
(AMS), y medición de la presión portal por punción directa.
PROTOCOLO DE FUNCIÓN VASCULAR EN VASO AISLADO
Utilizando un miógrafo de alambre Multi Myograph 610A, los
vasos extraídos se dejaron en reposo por 30-60 minutos antes de
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realizar las determinaciones de tensión, mientras fueron mantenidos en solución Ringer a un pH 7,4 a 37 °C, burbujeando con
una mezcla de gases que contenía 95% O2 y 5% CO2. Luego fueron sometidos a los siguientes protocolos, en los que se midió: a)
respuesta dilatadora a concentraciones crecientes de acetilcolina
(Ach) (10-10 M a 10-3 M), luego de contracción inducida por
fenilefrina; b) respuesta dilatadora a acetilcolina luego de contracción inducida por fenilefrina, previa incubación con 10-5 M
de N nitro-L-arginina metil éster (L-NAME) por 30 minutos; c)
respuesta dilatadora a acetilcolina luego de contracción inducida
por fenilefrina, previa incubación con 10-5 M de nitroprusiato
por 30 minutos.
MEDICIÓN DE LA PRESIÓN PORTAL
Se calibró un barómetro con una columna de agua, de manera
que las presiones que se midieron fueron expresadas en centímetros de H2O. Al momento del sacrificio, luego de haber ingresado
a la cavidad abdominal, se puncionó la vena porta y se registró
la presión en el programa Chart®, el cual poseía un barómetro
calibrado con anterioridad.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los datos obtenidos en el protocolo de función vascular fueron
analizados con el programa GraphPad Prism®. Los resultados
fueron expresados como el promedio de las respuestas máximas
y su desviación estándar (Rmax ± DE). Los resultados de las mediciones de la presión portal fueron expresados en cm de H2O. Las
diferencias entre los grupos fueron probadas mediante prueba de
t de Student y test de Mann-Whitney para las varianzas no homogéneas. Se tomó como significativo p<0,05. El análisis estadístico
respectivo se realizó en el software Microsoft Office Excel® 2007.
RESULTADOS
PRESIONES PORTALES
La media del grupo HGNA fue 7,38 ± 2,48 cm de H2O, y la del
grupo HGNA- curcumina fue de 9,3 ± 1,27 cm de H2O (Tabla
1). Luego de realizada la prueba t de Student, se comprobó que
no existieron diferencias significativas entre los grupos (tcalculado=0,136 < ttabulado=2,364; p=0,05).
PROTOCOLO DE FUNCIÓN VASCULAR EN VASO AISLADO
1. Respuesta dilatadora a concentraciones crecientes de acetilcolina.
La respuesta dilatadora de las arterias mesentéricas superiores
a acetilcolina, previa contracción con fenilefrina (Figura 1), del
grupo HGNA tuvo una Rmax=20,5% ± 5,9. En cambio, la respuesta dilatadora de las AMS del grupo HGNA-curcumina tuvo
una Rmax=59,2% ± 3,3; un 38,7% más que el grupo HGNA. Se
realizó prueba estadística que demostró diferencias estadísticamente significativas entre los grupos (p=0,05).
2. Respuesta a acetilcolina previa incubación con L-NAME.
La respuesta vasodilatadora en respuesta a concentraciones ascendentes de acetilcolina, previa incubación con L-NAME (Figura
2), obtuvo como resultado en el grupo HGNA una Rmax=30,3%
± 4,2, y en el grupo HGNA-curcumina una Rmax=38,6% ± 3,7.
Se realizó prueba estadística y ésta evidenció que no existieron
diferencias significativas entre los grupos (p=0,05), con lo que se
demostró que en este protocolo las AMS de ambos grupos obtuvieron la misma respuesta vasodilatadora.
3. Respuesta a acetilcolina previa incubación con nitroprusiato.
La respuesta vasodilatadora en respuesta a concentraciones
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FIGURA 3. Respuesta a acetilcolina previa incubación con nitroprusiato (10-5 M por 30 minutos). La curva de color rojo identifica a las AMS del HGNA y la curva de color azul identifica a las
del grupo HGNA-curcumina.
ascendentes de acetilcolina, previa incubación con nitroprusiato (Figura 3), obtuvo como resultado en el grupo HGNA
una Rmax=69,3% ± 6,36, y en el grupo HGNA-curcumina una
Rmax=68.0% ± 5,04. Se realizó prueba estadística que demostró
que no existieron diferencias significativas entre las respuestas
dilatadoras en ambos grupos (p=0,05).
RATA
HGNA
HGNA-CURCUMINA
1
12,19
10,67
2
6,71
10,14
3
7,72
9,48
4
6,33
7,77
5
5,26
10,05
6
6,08
7,69
100
80
% de Contracción
TABLA 1. Valor de las presiones portales en el grupo HGNA y
HGNA-Curcumina, medidas en cm de H2O.
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60
40
20
0
-10
-9
-8
-5
-4
-3
Acetylcholine
FIGURA 1. Respuesta dilatadora a concentraciones crecientes
de acetilcolina (10-10 a 10-3 M). En el eje de las ordenadas se
registra el porcentaje de contracción de las arterias mesentéricas
superiores. Se consideró como 100% el diámetro obtenido luego
de inducción de contracción con fenilefrina. La curva de color
rojo identifica a las arterias mesentéricas superiores (AMS) del
HGNA y la curva de color azul identifica a las del grupo HGNAcurcumina.
L-Name
100
M
Endothelial cell
+
+
eNOS
L-Arginine
+
-
?
+
NO
NO
scaverning
120
% de Contracción
-6
FIGURA 4. Mecanismo vasodilatador de la acetilcolina a nivel
endotelial y de músculo liso (10), y mecanismo de acción de LNAME y nitroprusiato.
HGNA: hígado graso no alcohólico
Nitroprusiato
PGIS
+
+
80
60
Vascular smooth
muscle cell
40
0
GTPc
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
CONCENTRACIÓN DE Ach (M)
FIGURA 2. Respuesta a acetilcolina previa incubación con L-NAME (10-5 M por 30 minutos). La curva de color rojo identifica
a las AMS del HGNA y la curva de color azul identifica a las del
grupo HGNA-curcumina.
125
100
75
50
25
0
TR
NO
sGC
20
% de Contracción
-7
CONCENTRACIÓN DE Ach (M)
-10
-9
-8
-7
-6
CONCENTRACIÓN DE Ach (M)
-5
-4
-3
+
SR
IP
GMP
Contraction
Inhibition
Relaxation
DISCUSIÓN
Para que exista un aumento en la presión portal, el hígado tiene
que llegar a estadios avanzados de inflamación, seguido de fibrosis perisinusoidal, formación de puentes de regeneración y, por
lo tanto, disminución del diámetro de los capilares sinusoidales,
lo que provoca el aumento retrógrado de la presión en la vena
porta hepática. Un sesgo de este estudio se debe a la falta del
tiempo de exposición suficiente para que la esteatosis hepática
producida por HGNA se transformara en una cirrosis y por lo
tanto aumentara la presión portal. Es por esto que no se pudo
evidenciar el posible efecto conservador de las presiones portales de la curcumina.
En el HGNA existe un notable aumento de los radicales libres
en la sangre, producto del alto estrés oxidativo producido por
la patología (7). Los radicales libres de oxigeno dañan las memREVISTA ANACEM. VOL.5 N°2 (2011)
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branas de las células endoteliales a través de la peroxidación de
los componentes lípidicos y proteicos de éstas, produciendo la
pérdida de función del endotelio y pérdida de células endoteliales propiamente tal.
Los resultados obtenidos pusieron en evidencia lo anteriormente dicho y permitieron comprobar que el daño de la enfermedad y la acción terapéutica de la curcumina se produce a nivel
de endotelio. Esto porque, tanto en la prueba en la que se midió la respuesta vasodilatadora previa incubación con L-NAME
y nitroprusiato, no se evidenciaron diferencias significativas, lo
que se explica porque las vías que inhiben y promueven, respectivamente, estos dos compuestos dependen de óxido nítrico y,
como muestra la Figura 4, esta vía que tiene como producto el
óxido nítrico que va a actuar a nivel de músculo liso, sólo depende de las células endoteliales cuando éstas son estimuladas
por la acetilcolina a través de sus receptores muscarínicos. Por lo
tanto, a través de estas pruebas, se evidenció que cuando se bloquean o estimulan las vías de síntesis de óxido nítrico, los vasos
de ambos grupos son afectados de la misma manera. Esta es la
razón por la cual solamente existieron diferencias significativas
en el protocolo que midió la respuesta vasodilatadora de la acetilcolina, sin previa incubación con ningún compuesto. Los vasos
mesentéricos del grupo HGNA, producto del daño endotelial, no
obtuvieron una gran respuesta dilatadora a la acetilcolina.
Se postula que junto con la destrucción de las membranas celulares de estas células, se pierden muchos receptores celulares,
entre ellos los muscarínicos, encargados de las vías de dilatación vascular, por lo que los vasos mesentéricos de las ratas con
HGNA no tienen la capacidad de autorregular los flujos sanguíneos esplácnicos. La curcumina, tendría su mecanismo de acción
en la capacidad para estabilizar membranas (8) y prevenir la peroxidación lipídica (9), permitiendo que las células endoteliales
del grupo HGNA-curcumina mantuvieran las vías dependientes
de receptores muscarínicos y, de esta forma, la síntesis de óxido
nítrico endotelio-dependiente (4). Así, la curcumina podría detener la progresión de la enfermedad y evitaría tanto el aumento
del daño hepático como el daño sistémico (5) producto de radicales libres, proteínas oxidadas y LDL (5).
Dados estos resultados, se propone que la curcumina, mediante
la estabilización de membranas y la disminución de la peroxidación lipídica, además de la mantención de la capacidad regulatoria de flujos arteriales esplácnicos, puede disminuir la actividad
inflamatoria en el hígado con esteatosis. Nuestros resultados
sugieren que la curcumina podría tener un rol en futuros esquemas terapéuticos utilizados para frenar la progresión del daño
en individuos con HGNA.
AGRADECIMIENTOS
Nuestros más sinceros agradecimientos al Dr. Rodrigo Sandoval,
Carmen Vargas, Camila Jure, Ana Keller, Carla Guinatti, Manuel
Kam, Consuelo Vargas, Marcela Díaz y Camila Rodríguez por su
contribución a la recolección de datos, mantenimiento de las ratas, apoyo y motivación para cumplir con este trabajo.
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291: H985–H1002.
CORRESPONDENCIA
Giordano Herrera Kendall
Carlos Ogalde Ortiz
Email: [email protected],
[email protected]
Los autores declaran no tener conflicto
de interés en relación a este artículo.