Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA EFECTO VASODILATADOR INDUCIDO POR LA TESTOSTERONA Y PARTICIPACIÓN DE LA FUNCIÓN TESTICULAR EN EL DESARROLLO DE LA HIPERTENSIÓN ARTERIAL EN LA RATA T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO P R E S E N T A : OSCAR DAVID GARCÍA HERNÁNDEZ DIRECTORA DE TESIS: DRA. MARÍA MERCEDES PERUSQUÍA NAVA CIUDAD UNIVERSITARIA, CD. MX., 2016 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. I JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: Q.F.B. Martha Leticia Jiménez Pardo VOCAL: Dra. María Eva González Trujano SECRETARIO: Dra. María Mercedes Perusquía Nava 1er. SUPLENTE: M. en C. Miguel Ángel Peña Ortiz 2° SUPLENTE: M. en C. Alberto Hernández León SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: Laboratorio de Endocrinología de la Reproducción, perteneciente al Departamento de Biología Celular y Fisiología del Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. ASESOR DEL TEMA: Dra. María Mercedes Perusquía Nava SUSTENTANTE: Oscar David García Hernández II EFECTO VASODILATADOR INDUCIDO POR LA TESTOSTERONA Y PARTICIPACIÓN DE LA FUNCIÓN TESTICULAR EN EL DESARROLLO DE LA HIPERTENSIÓN ARTERIAL EN LA RATA. Esta tesis fue dirigida y supervisada por la Dra. María Mercedes Perusquía Nava, el trabajo experimental, el análisis de los datos y la escritura fueron realizados en el laboratorio a su cargo: Endocrinología de la Reproducción, perteneciente al Departamento de Biología Celular y Fisiología del Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México y desarrollado con financiamiento de PAPIIT/DGAPA (Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica/Dirección General de Asuntos del Personal Académico), proyecto No. IN203815: “Respuesta hipotensora producida por esteroides sexuales masculinos (andrógenos) sobre la hipertensión arterial sistémica y gestacional (preeclampsia)”, otorgado a la Dra. Perusquía. III INDICE GENERAL Páginas INDICE DE FIGURAS V LISTA DE ABREVIATURAS VI RESUMEN 1 1. INTRODUCCIÓN 2 1.1. Generalidades 2 1.2. Andrógenos y envejecimiento 3 1.3. Andrógenos y su relación con el sistema cardiovascular 6 2. JUSTIFICACIÓN 9 3. HIPÓTESIS 10 4. OBJETIVOS 11 4.1 Objetivo General 11 4.2 Objetivos Particulares 11 5. MATERIALES Y MÉTODOS 12 5.1. Animales 12 5.2. Influencia de la orquidectomía sobre la presión arterial de ratas normotensas 12 5.3. Orquidectomía Bilateral 15 5.4. Tratamiento de reemplazo de testosterona 17 5.5. Evaluación de la acción directa de testosterona sobre la presión arterial por el método invasivo 18 5.6. Experimentos de reactividad vascular para evaluar el efecto vasodilatador de la testosterona 21 5.7. Presentación de los datos y análisis estadístico 27 5.8. Compuestos utilizados 29 6. RESULTADOS 30 6.1. Evaluación de la presión arterial en ratas macho orquidectomizadas 30 6.2. Respuesta producida por testosterona sobre la presión arterial de ratas conscientes. 34 6.3. Efecto vasodilatador de la testosterona 37 IV 7. DISCUSIÓN 41 8. CONCLUSIONES 45 9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46 V INDICE DE FIGURAS FIGURA 1. Ciclopentanoperhidrofenantreno 3 FIGURA 2. Sistema de registro pletismográfico para evaluar la presión arterial en roedores 14 FIGURA 3. Técnica quirúrgica para orquidectomía 16 FIGURA 4. Sistema para registrar parámetros hemodinámicos en el animal consciente 20 FIGURA 5. Aorta torácica de rata disecada en una caja de Petri 22 FIGURA 6. Sistema de registro isométrico para tejido aislado 24 FIGURA 7. Comparación del aumento de la PAM (mmHg) entre el grupo de ratas WKY ORQ respecto al grupo de ratas WKY ORQ + TES 31 FIGURA 8. Comparación del aumento de la PAM (mmHg) entre el grupo de ratas WKY ORQ respecto al grupo de ratas W ORQ 32 FIGURA 9. Monitoreo de PAM (mmHg) hasta la semana 15 para las ratas de la cepa W ORQ 33 FIGURA 10. Registro invasivo típico 35 FIGURA 11. Respuesta antihipertensiva de testosterona sobre la presión arterial de la rata Wistar orquidectomizada 36 FIGURA 12. Registro isométrico típico 38 FIGURA 13. Porcentaje de relajación de la respuesta de testosterona 39 FIGURA 14. Comparación de la relajación de cada concentración de testosterona en aorta sin endotelio y con endotelio 40 VI LISTA DE ABREVIATURAS ~ Aproximadamente ACh Acetilcolina ADAM Androgen Deficiency in the Aging Male (Deficiencia de Andrógenos en Adultos Mayores) ANOVA Análisis Normal de Varianza β Beta CaCl2 Cloruro de Calcio CO2 Dióxido de Carbono cm Centímetro KCl Cloruro de Potasio CI50 Concentración Inhibitoria Media CICUAL Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio Δ Delta DEM Desviación Estándar Media DHT Dihidrotestosterona DE50 Dosis Efectiva Media EEM Error Estándar de la Media ETOH Etanol Phe Fenilefrina Fig. Figura F.C. Frecuencia Cardiaca °C Grados Celsius g Gramo h Hora HTA Hipertensión Arterial e.g. exempli gratia (por ejemplo) et al et aliud, et alii ( y colaboradores) i.e. Id est ( esto es) i.p. Intraperitoneal i.v. Intravenosa Kg Kilogramo KH2PO4 Fosfato de Potasio monobásico L Litro log Logaritmo LH Hormona Luteinizante ≥ Mayor o igual que ± Más menos MP Measure Pressure (Presión Medida) µL Microlitro µmol Micromol VII µM Micromolar mg Miligramo MgSO4 Sulfato de Magnesio mmHg Milímetros de Mercurio mM Milimolar mL Mililitro mN Milinormal min Minuto nmol Nanomol NIH National Institue of Health (Instituto Nacional de Salud) n Número NaCl Cloruro de Sodio NaHCO3 Bicarbonato de Sodio ORQ Orquidectomía OMS Organización Mundial de la Salud O2 Oxígeno % Porcentaje pH Potencial de Hidrógeno PA Presión Arterial PAD Presión Arterial Diastólica PAM Presión Arterial Media PAS Presión Arterial Sistólica p Probabilidad RA Receptor a Andrógenos ® Registrado SRAA Sistema Renina-Angiotensina- Aldosterona SHR Spontaneously Hypertension Rats (Ratas Espontáneamente Hipertensas) s.c. Subcutáneo TES Testosterona UI Unidad Internacional v/v Volumen/volumen W Wistar WKY Wistar Kyoto 1 RESUMEN La testosterona, además de sus efectos masculinizantes, produce un efecto vasodilatador en diferentes lechos vasculares de machos y hembras de varias especies. En consecuencia a la vasodilatación que ejerce, podría inducir una respuesta antihipertensiva, postulando que la deficienciade este andrógeno podría disparar la hipertensión arterial (HTA). El objetivo de este estudio fue: 1) determinar si el desarrollo de la HTA está asociado con la disminución de testosterona por disfunción testicular y si la HTA puede prevenirse con sustitución de testosterona; 2) determinar si la testosterona produce una respuesta antihipertensiva en ratas hipertensas sin función gonadal y; 3) evaluar el efecto vasodilatador de testosterona en preparaciones libres de endotelio. Se utilizaron ratas macho adultas normotensas de la cepa Wistar Kyoto orquidectomizadas (WKY ORQ) y WKY ORQ tratadas con administración s.c. semanal de 8.7 mg/Kg de propionato de testosterona (WKY ORQ + TES). Con fines comparativos entre diferentes cepas, también se usaron machos Wistar orquidectomizados (W ORQ) bajo el mismo esquema. Los parámetros hemodinámicos fueron censados semanalmente por pletismografía antes de la ORQ (control) y semanalmente durante al menos 10 semanas. En W ORQ con HTA establecida se evalúo la respuesta de diferentes dosis (0.1-100 µmol Kg-1 min-1) de testosterona i.v. en el animal consciente en libre movimiento mediante el método invasivo para medir la presión arterial media. Asimismo, el efecto vasodilatador de testosterona se cuantificó en anillos aórticos aislados de WKY ORQ sin endotelio vascular sobre la contracción de KCl. Los resultados mostraron que la falta de testosterona por ORQ produce un aumento significativo de la presión arterial tanto en ratas WKY como en W, mostrando que no hay diferencia entre cepas, el aumento de la presión arterial pudo ser prevenido con sustitución de testosterona. También se observó que la testosterona produce una respuesta antihipertensiva en W ORQ conscientes con HTA de forma dosis-dependiente (Dosis Efectiva 50; DE50= log [5.2 ± 0.31] µmol Kg-1min-1, n=6). Además, la testosterona ejerció una acción vasodilatadora en la aorta torácica (Concentración Inhibitoria 50; CI50 = 12.71 ± 1.01 µM, n=6) en ausencia de endotelio, semejante a la que produce en presencia de endotelio. Se concluye que la deficiencia de testosterona por disfunción testicular puede causar HTA, que puede prevenirse con sustitución de testosterona; lo cual se explica por la respuesta antihipertensiva que produce esta hormona en consecuencia de su efecto vasodilatador donde el endotelio no está involucrado. Estos datos pueden ser considerados para el tratamiento de la HTA. 2 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Generalidades Las hormonas esteroides, son un grupo de lípidos derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno (Fig. 1), compuesto de 4 anillos de carbono fusionados, con un total de 17 átomos de carbono. Las hormonas esteroides conforman un grupo de compuestos lipófilos de señalamiento que controlan el metabolismo, el crecimiento y la reproducción, se agrupan según el número de átomos de carbono en: estrógenos con 18 carbonos; andrógenos con 19 carbonos y; progestinas, glucocorticoides y mineralocorticoides con 21 carbonos (Koolman y Röhm, 2004). Los esteroles son derivados isoprenoides cíclicos formados por 17 átomos de carbono dispuestos en tres anillos hexagonales y uno pentagonal, cuya estructura básica o núcleo del esterano forma el esqueleto de importantes sustancias biológicas entre las que se encuentran: colesterol; ácidos biliares y sus sales; y hormonas esteroides. Las diferencias se deben a los distintos grupos sustituyentes que se producen fundamentalmente en los carbonos 3, 11 y 17. Las hormonas esteroides sexuales o gonadales, se sintetizan y liberan en los ovarios y los testículos a partir de colesterol. En las mujeres se sintetiza mayoritariamente estrógenos y progesterona, mientras que en los hombres se produce testosterona y sus derivados. 3 Figura 1. El ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano, es la estructura común de las hormonas esteroides. La cual consiste en 4 anillos fusionados (A, B, C, D), con un total de 17 átomos de carbono. Los andrógenos, conocidos como hormonas masculinas tienen entre sus funciones: la masculinización del feto de los machos en desarrollo, la espermatogénesis (fertilidad), la inhibición de la deposición de grasa, el aumento de la masa muscular, el desarrollo de los caracteres sexuales masculinos y por consecuencia el dimorfismo sexual (Gilbert, 2005). Los andrógenos, principalmente la testosterona, se producen mayoritariamente en las células de Leydig de los testículos y en menor medida en el hipotálamo, hígado, riñón, tejido adiposo subcutáneo, en el músculo esquelético, en la corteza suprarrenal de las glándulas suprarrenales y en los ovarios (Tsutsui, 2006). 1.2. Andrógenos y envejecimiento La mayoría de las hormonas esteroides disminuyen con el envejecimiento. Durante la última década ha crecido el interés y entusiasmo en relación al conocimiento sobre la sustitución de una o más hormonas, que podría mejorar la 4 función y la calidad de vida en la vejez. Con el envejecimiento del hombre, el mayor descenso de hormonas se observa con la testosterona biodisponible, que se asocia, además, con una disminución de la calidad y cantidad de los espermatozoides (Morley, 2001). En hombres adultos sanos, los niveles plasmáticos de la testosterona son de 11-36 nmol/L, mientras que la producción diaria es de 4-10 mg/día, de los cuales el 95% son secretados por las células de Leydig testiculares bajo el estímulo fundamental de la hormona luteinizante (LH) (Kaufman y Vermeulen, 2005). Durante la infancia (hasta los 12 años) los niveles de la testosterona en plasma son bajos y oscilan entre 0.52 y 3 nmol/L. Sin embargo, durante la adolescencia (13 a 18 años) se observa un claro aumento en los niveles plasmáticos, que van de los 3 a 16.5 nmol/L hasta la adultez (Winter y Faiman, 1972). Mientras tanto, el envejecimiento masculino se acompaña de una disminución progresiva de la testosterona plasmática, fenómeno denominado con las siglas en inglés ADAM (Androgen Deficiency in the Aging Male). Esta declinación es lineal, de 1% a 2% por año y comienza desde la adultez temprana (4ta. década). Se ha registrado que el descenso de la testosterona total ha oscilado entre 0.11 y 0.38 nmol/L por año (Harman et al., 2001). La deficiencia de testosterona es una condición clínica común en la senectud masculina, la cual contribuye a la pérdida de masa muscular, incremento en la grasa corporal, inflamación, resistencia a la insulina, aumentan los riesgos de padecer enfermedades cardiovasculares, disfunción sexual, fatiga, bajo estado de ánimo y en general, una reducida calidad de vida. Sin embargo, con la terapia de 5 sustitución de testosterona todos esos trastornos son atenuados (Morley, 2001; Traish, 2014). De forma notable, siendo de interés particular en el presente estudio, la terapia de reemplazo de testosterona en hombres de la tercera edad reduce los eventos cardiovasculares; disminuyendo la presión arterial sistólica y diastólica en sujetos hipertensos bajo este tratamiento, indicando que la terapia de reemplazo de testosterona en los hombres con deficiencia de testosterona produjo una marcada y sostenida disminución gradual de la presión arterial sistólica y diastólica (Haider et al., 2013; Saad et al., 2013). Es ampliamente reconocido que la hipertensión arterial esencial o primaria es uno de los más importantes retos en la salud pública mundial y de manera notable, se presenta en adultos mayores. Esta enfermedad, aunque de etiología desconocida, es considerada como un desorden multifactorial con muchos factores genéticos, medio ambientales y demográficos que contribuyen a la severidad del incremento de la presión arterial (PA). Es importante también remarcar que existen datos que señalan que las hormonas esteroides gonadales pueden también participar de manera importante en el aumento de la PA; lo cual ha sido un aspectocontroversial para determinar un beneficio o daño de estas hormonas, en el sistema cardiovascular. 6 1.3. Andrógenos y su relación con el sistema cardiovascular Por el hecho de que en adultos mayores existe deficiencia de andrógenos y aumento de la PA, una gran cantidad de estudios funcionales recientes se han dirigido al estudio de la testosterona y han reportado que este andrógeno y algunos de sus derivados son agudos vasorelajantes in vivo e in vitro en diferentes lechos vasculares de animales y humanos; un efecto vasodilatador rápido y reversible que es independiente de la interacción de la testosterona con los receptores intracelulares de andrógenos (RA), el RA pertenece a la superfamilia de receptores nucleares que actúa como un factor de transcripción inducido por la unión de este a un ligando (andrógeno), siendo este complejo el que modula la transcripción de los genes blanco; efecto androgénico, lo cual indica una acción vasorelajante denominada de tipo no genómico (revisado por: Perusquía y Stallone, 2010). Los efectos vasodilatadores de los andrógenos han sido ampliamente estudiados y se ha quedado establecido que son esteroides vasoactivos y su presencia impide la vasoconstricción periférica. De forma notable estos efectos vasodilatadores no requieren la interacción con el RA (efecto no genómico). Sin embargo, existen evidencias limitadas de que dicha acción vasodilatadora de la testosterona tenga como consecuencia una respuesta hipotensora y que esté vinculada con la regulación de la PA. A este respecto, se ha documentado que los andrógenos 5-reducidos pueden inducir una respuesta vasodepresora en la rata descerebrada y desmedulada (Perusquía y Villalón, 2002), un trabajo reciente también demostró que la infusión continua de testosterona o de su metabolito 5β reducido son capaces de disminuir la PA en 7 ratas machos conscientes normotensas (Perusquía et al., 2015). De forma colateral, se ha propuesto que los niveles bajos de andrógenos pueden influir en el desarrollo de la hipertensión arterial, debido a que en hombres hipertensos se han detectado niveles bajos de andrógenos (Khaw y Barrett-Connor, 1988; English et al., 1997). Considerando en conjunto las evidencias anteriores, es razonable proponer que los niveles bajos de andrógenos en sujetos hipertensos podría parcialmente ser la causa del desarrollo de la hipertensión arterial, un grave problema de salud pública que afecta a la población mundial. El presente estudio, pretende contribuir al conocimiento de la etiología de la hipertensión arterial y establecer el papel que juega la testosterona en la regulación de la PA. Por otra parte, es pertinente mencionar que la PA es la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias a medida que el corazón bombea la sangre (Argente y Álvarez, 2008). La PA normal en adultos es de 120 mmHg cuando el corazón late (presión sistólica) y de 80 mmHg cuando el corazón se relaja (presión diastólica). Cuando la presión sistólica es igual o superior a 140 mmHg y/o la presión diastólica es igual o superior a 90 mmHg, la PA se considera alta o elevada (OMS, 2016). La hipertensión arterial, es un trastorno en el que los vasos sanguíneos tienen una tensión persistentemente alta, lo que puede dañarlos. Cuanto más alta es la tensión, más esfuerzo tiene que realizar el corazón para bombear (OMS, 2016). Si no se controla, la hipertensión puede provocar un infarto de miocardio, un ensanchamiento del corazón y, a la larga, una insuficiencia cardiaca. Los vasos sanguíneos pueden desarrollar protuberancias (aneurismas) y zonas débiles que 8 los hacen más susceptibles de obstruirse y romperse (OMS, 2016). Además, la hipertensión arterial es ampliamente reconocida como un importante riesgo de salud pública y es la mayor causa de muerte y la segunda mayor causa de discapacidad en el mundo (Orduñez, 2010). El desarrollo de la hipertensión arterial se asocia con anomalías cardíacas y vasculares funcionales y estructurales que dañan el corazón, los riñones, el cerebro, los vasos, y otros órganos, y conducen a la morbilidad y muerte prematura. Así, la causa de la hipertensión arterial es multifactorial y está relacionada a la perturbación de la vía que regula la presión arterial a través del Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA) y el sistema autonómico. El proceso inicia por la liberación de la hormona Renina liberada por el aparato yuxtaglomerular ubicado en el riñon. La Renina es liberada a la sangre donde actúa sobre el angiotensinógeno (péptido producido por el hígado) convirtiéndolo en Angiotensina I, después por acción de la Enzima Convertidora de Angiotensina (ECA; producida en el endotelio vascular de los vasos pulmonares) se encarga de convertir la Angiotensina en Angiotensina II, una potente sustancia vasoconstrictora que trae consigo el aumento en la PA. Indirectamente la Angiotensina II actúa estimulando la Aldosterona (mineralocorticoide producido en la glándula suprarrenal), que aumenta la reabsorción de Na+ y agua a nivel de túbulo colector en el riñon y la excreción de K+ (Ganong, 2014). 9 2. JUSTIFICACIÓN La disminución de la producción de testosterona debida a la disfunción testicular en adultos mayores podría estar acompañada de muchos trastornos durante esa etapa de la vida. Por lo tanto, es razonable proponer que los niveles bajos de andrógenos en sujetos hipertensos podría parcialmente ser la causa del desarrollo de la hipertensión arterial; además, debido a que la hipertensión arterial incide mucho más en la vejez y, es uno de los problemas más graves en salud pública, resulta importante establecer: (1) si la deficiencia de testosterona sería la causa del desarrollo de la hipertensión arterial; (2) si la sustitución de testosterona podría prevenirlo y/o revertirlo al producir una respuesta antihipertensiva directa vía intravenosa. En relación a lo anterior, es de interés determinar si el efecto vasodilatador in vitro de la testosterona es operativo en animales con deficiencia de andrógenos y analizar la posible participación del endotelio vascular en este evento. Estos hallazgos pueden representar una importante contribución al conocimiento del papel que la testosterona pueda jugar en la regulación del flujo sanguíneo. 10 3. HIPÓTESIS Si la producción de testosterona está abatida por la pérdida de la función testicular, entonces se espera aumento de la presión arterial que puede prevenirse con la sustitución de testosterona. Se espera que la testosterona producirá una respuesta antihipertensiva rápida y directa en animales conscientes que cursan con hipertensión arterial producida por orquidectomía. Si la testosterona induce un efecto antihipertensivo debe causar, a priori, vasodilatación. 11 4. OBJETIVOS 4.1 General: Determinar si el desarrollo de la hipertensión arterial está relacionado con la deficiencia de andrógenos y que la terapia de reemplazo de testosterona lo pueda prevenir. 4.2 Particulares: 1. Utilizando a la rata macho orquidectomizada como modelo de la deficiencia de andrógenos se pretende determinar si existe un aumento, dependiente del tiempo de la orquidectomía, de la presión arterial en ratas normotensas de diferente cepa. 2. Determinar si la terapia de reemplazo con testosterona puede evitar que se desarrolle la hipertensión arterial inducida por orquidectomía en ratas. 3. Analizar la respuesta directa de la testosterona sobre la hipertensión provocada por orquidectomía en ratas macho conscientes. 4. Establecer si la testosterona puede provocar vasodilatación en la aorta torácica aislada de rata macho con orquidectomía y explorar si el endotelio vascular está involucrado en dicho efecto. 12 5. MATERIALES Y MÉTODOS5.1. Animales Se utilizaron ratas macho normotensas de la cepa Wistar Kyoto (WKY) y normotensas de la cepa Wistar (W) con un peso promedio de 250-300 g y, al menos 18 semanas de edad. Las ratas WKY se obtuvieron del bioterio del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM y las ratas W del bioterio del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM. Las ratas fueron mantenidas en condiciones de bioterio convencionales con alimento para ratas (LabDiet®) y agua ad libitum. Los animales fueron usados siguiendo la guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio, publicado por: The US National Institutes of Health (NIH publication 86-23, revised 2014). Los protocolos experimentales de esta Tesis fueron revisados y aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de animales de laboratorio (CICUAL) del Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM. 5.2. Influencia de la orquidectomía sobre la presión arterial de ratas normotensas Después de un periodo de adaptación de las ratas en el cuarto de animales del laboratorio, se procedió a realizar el primer registro no invasivo de la PA, considerado tiempo “CERO”, por el método pletismográfico con un sistema de manguillo caudal para roedores adaptado a un equipo electrónico de medición LE 5002 Storage Pressure Meter marca PanLab HARVARD APPARATUS, España. 13 Previamente se aumentó la temperatura corporal del animal con la finalidad de producir vasodilatación, en una jaula de poliuretano a 32°C durante 20 min con ayuda de una fuente de calor; calentador de resistencia colocado aproximadamente a 30 cm de distancia de la jaula y 2 lámparas de 60 Watts, la temperatura en el interior de la jaula fue monitoreada con un termómetro de mercurio para asegurarse de mantener una temperatura adecuada y constante de 32°C. Posteriormente cada rata fue introducida en un tubo de acrílico (26 x 7 x 6 cm) con la finalidad de restringir el movimiento de los animales durante la medición y mantener la temperatura constante de 32°C dentro de la unidad de aislamiento (PanLab), bajo estas condiciones se colocó el manguillo (tail cuff) en la cola del animal, el cual fue conectado a un transductor que detecta y envía la señal al aparato para registrar; presión arterial sistólica/diastólica y media en mmHg, la evaluación se repite no más de cinco veces en cada rata para obtener un promedio (Fig. 2) . Las ratas WKY han sido usadas como control positivo de normotensión para el modelo de ratas espontáneamente hipertensas (SHR). En esta cepa (WKY) se realizó la orquidectomía bilateral para obtener el modelo de deficiencia de andrógenos. 14 Figura 2. Sistema de registro pletismográfico para evaluar presión arterial en roedores. 1) Aumento de la temperatura corporal de la rata en la caja de animales mediante lámparas y calentador de resistencia; 2) Tubo de acrílico para restringir el movimiento de la rata; 3) Manguillo fijado a la cola y conectado a sistema de registro para medición; 4) La evaluación de los parámetros hemodinámicos se realiza al menos 5 veces en cada animal para obtener un promedio. 1 2 3 4 15 5.3. Orquidectomía Bilateral Los animales fueron anestesiados con 10 mg/Kg de Xilacina (Rompun®) y 80 mg/Kg de Ketamina (Anesket®) vía intraperitoneal. Una vez anestesiado el animal, se procede a la palpación de ambos testículos en el área inguinal. La zona de la cirugía se rasuró y posteriormente se realizó una incisión en el escroto de aproximadamente 3 cm de longitud, quedando expuesta la túnica albugínea del testículo e incidiendo sobre ella, hasta visualizar el cordón espermático. Posteriormente, el cordón espermático fue ligado con hilo de seda (Surgical®; calibre 000) asegurándose de que estuviera correctamente ocluido el flujo sanguíneo, se cortó el cordón espermático con ayuda de tijeras de punta fina para microcirugía, se procedió de la misma forma con el otro testículo. Una vez que se retiraron ambos testículos se suturó la zona de la incisión con hilo de seda (LOOK®; calibre 000000) con puntos simples y finalmente se le aplicó una solución antiséptica para heridas (VeteriBac®) (Fig. 3). Posterior a la orquidectomía, los animales se recuperaron en un tiempo aproximado de 24 h, para que después fueran introducidos a su respectiva jaula donde cohabitaron con el resto de las ratas orquidectomizadas del mismo grupo. 16 Figura 3. Técnica quirúrgica para orquidectomía. 1) Se realizó un pequeña incisión en el escroto de uno de los testículos con tijeras para piel; 2) se extrajo el testículo con pinzas planas; 3) se cortó el testículo justo debajo del nudo; 4) el otro testículo es extirpado de igual manera. 1 2 3 4 17 Las ratas WKY orquidectomizadas fueron divididas en dos grupos. Grupo WKY orquidectomizadas (WKY ORQ) y Grupo de WKY ORQ con tratamiento sustitutivo de testosterona (WKY ORQ + TES). La PA fue registrada semanalmente en ambos grupos durante al menos 10 semanas. En algunos animales WKY ORQ se extendió el monitoreo de la PA por 15 semanas con la finalidad de detectar si los cambios en la PA eran dependientes del tiempo de la ORQ. Para descartar la variación entre cepas en el efecto de la ORQ sobre la PA se utilizó un tercer grupo de ratas de la cepa Wistar orquidectomizadas (W ORQ) evaluando también su PA durante al menos 10 semanas con fines comparativos con la cepa WKY. 5.4. Tratamiento de reemplazo de testosterona Inmediatamente después de la orquidectomía, el grupo designado como WKY ORQ + TES recibió una administración s.c. semanal de 8.75 mg/kg de propionato de testosterona disuelto y administrado en aceite de oliva extra virgen. La dosis fue seleccionada con base en la terapia de reemplazamiento con dosis fisiológicas y suprafisiológicas de testosterona para prevenir el daño causado por la deficiencia de esta hormona (Rouver et al., 2015), como una terapia sustitutiva de reemplazo de testosterona. Este tratamiento semanal duró todo el experimento, i.e., al menos 10 semanas. 18 5.5. Evaluación de la acción directa de testosterona sobre la presión arterial por el método invasivo Después de 15 semanas de registro de la PA, los animales del grupo W ORQ cuya presión arterial media (PAM) fue ≥ 135 mmHg (considerando que la PAM normal es de 100 mmHg) fueron utilizados para determinar la respuesta de testosterona directamente sobre la PA por el método invasivo en animales conscientes. Estos animales fueron implantados con dos cánulas: en la vena yugular para la administración de fármacos y; en la arteria carótida para registrar la presión arterial y frecuencia cardiaca, este procedimiento se realizó bajo condiciones asépticas en animales bajo anestesia con 10 mg/Kg de Xilacina (Rompun®) y 80 mg/Kg de Ketamina (Anesket®) i.p. Inmediatamente se procedió a colocarlo en la mesa de cirugía en posición de decúbito con el cuello y la nuca previamente rasurados para la incisión. Se localizó la arteria carótida a la altura del cuello, se realizó una retracción de los músculos y se expuso la arteria carótida; para posteriormente, poder introducir la cánula, la cual fue fijada con dos hilos de seda. Para la canulación de la vena yugular se realizó el corte en la piel en el triángulo carotideo derecho para exponer la vena yugular interna, el mismo procedimiento que se realizó para la canulación de la arteria carótida. Las cánulas fueron pasadas subcutáneamente por el cuello para ser exteriorizadas en la parte de la nuca. La incisión fue suturada (la piel y músculo) con hilo seda (LOOK; calibre 000000). Finalmente se aplicóantiséptico tópico sobre las heridas marca VirBac®. 19 24-48 h después del periodo posoperatorio, la PA fue registrada a través de la cánula de la arteria carótida, la cual fue conectada a un transductor de presión GOULD Statham (modelo P23XL, U.S.A.) para censar las señales mediante un sistema analógico digital adaptado a un sistema MP150 (Biopac Systems Inc., CA., U.S.A). Previo al registro, ambas cánulas se mantuvieron totalmente fluidas evitando la formación de coágulos, para ello es conveniente la administración de solución de heparina 5000 UI/mL (Inhepar ®) para purgar las cánulas y verificar la fluidez de ambos vasos sanguíneos cada 6 h. Cuando el equipo se encontraba totalmente calibrado se procedió a iniciar el registro, la cánula de la arteria carótida se conectó al transductor de presión y se dejó correr el registro al menos 90 min para tomar un valor basal confiable de la PA y frecuencia cardiaca (FC); Fig. 4. 20 Después de 60-90 min del registro (valores basales) de los parámetros hemodinámicos (respuesta control): Presión Arterial Sistólica (PAS)/Presión Arterial Diastólica (PAD), Presión Arterial Media (PAM) y Frecuencia Cardiaca (FC; en Beats min-1 ) se procedió a la administración de testosterona a diferentes dosis acumulativas (log de la dosis: -1, 0, 1, y 2 µmol Kg-1 min-1) disuelta en etanol absoluto, administrado por la vena yugular con ayuda de una bomba de infusión 4 5 2 1 3 Figura 4. Sistema para registrar parámetros hemodinámicos en el animal consciente; rata dentro de la caja de restricción (1), la cánula de la arteria carótida (2), sistema analógico digital adaptado al sistema de registro MP150 (Biopac Systems Inc., CA., EUA) (4) y a una computadora (5). La cánula de la vena yugular (3) se conecta a una jeringa para administración del fármaco con ayuda de una bomba de infusión. 21 (Marca: Kd Scientific, Modelo: KDS-100, U.S.A.). Las dosis fueron elegidas en el mismo rango que se reportó previamente para el efecto hipotensor de testosterona y 5β-DHT en ratas normotensas (Perusquía et al., 2015). La respuesta provocada por testosterona sobre la PA y la FC fue observada durante al menos 15 min para compararla con los valores basales. Después de la administración de la última dosis de testosterona, el registro de los valores basales de PA y FC continuó al menos 90 min. Otros animales fueron considerados como grupo control del vehículo, en el que se administró testosterona: etanol absoluto en un volumen equivalente de la administración de cada dosis de testosterona y siguiendo el mismo esquema de administración. 5.6. Experimentos de reactividad vascular para evaluar el efecto vasodilatador de la testosterona Un grupo de ratas WKY orquidectomizadas de 15 semanas, sin tratamiento fueron sacrificadas por dislocación cervical, inmediatamente se procedió a abrir la cavidad torácica para exponer la aorta torácica descendente y proceder a su disección, la cual fue colocada dentro de una caja de Petri de doble pared (Fig. 5), conectada a un baño recirculador para mantener la temperatura a 37°C. La caja 22 de Petri contenía una solución Ringer Krebs-Henseleit con la siguiente composición (mM): glucosa (12), NaHCO3 (24.9), NaCl (119.5), KCl (4.74), KH2PO4 (1.18), MgSO4 (1.18) y CaCl2 (2.5); a 37° C y el pH se ajustó a 7.4 mediante burbujeo constante de gas carbógeno (5% de CO2 y 95% de O2), realizando los recambios necesarios para eliminar la sangre remanente. En la caja de Petri la aorta fue limpiada cuidadosamente de los tejidos adyacentes (conectivo y adiposo) con material quirúrgico de microcirugía (Fig. 5). Figura 5. Aorta torácica de rata disecada en una caja Petri de doble pared conectada a un baño recirculador para mantener la temperatura a 37° C en la solución Ringer Krebs- Henseleit burbujeado constantemente con gas carbógeno. La aorta es limpiada y cortada de anillos de 1 cm de longitud para introducir dos ganchos. 23 La aorta de cada rata fue dividida en cuatro anillos de 1 cm de longitud cada uno; para retirar la capa endotelial de las preparaciones, cada anillo vascular fue raspado cuidadosamente en su interior con ayuda de un hilo nylon trenzado con la finalidad de retirar el endotelio vascular, posteriormente cada uno de los anillos fue suspendido de forma horizontal utilizando dos ganchos de acero inoxidable en forma de “L”, que fueron introducidos a través del lumen de los anillos aórticos de manera contrapuesta (Fig. 5). Para realizar el montaje de los anillos aórticos en el sistema de registro isométrico horizontal para tejido aislado, uno de los ganchos fue fijado a la base de una cámara de incubación y el otro gancho se sujetó, con ayuda de un hilo de seda (000), a un transductor de tensión (Grass Instruments, FT03C), el cual detectó señales mecánicas del tejido y las transformó en señales eléctricas que envió a un polígrafo de cuatro canales (Grass Instruments, modelo 79 ), la cámara de incubación contenía 10 mL de solución Ringer Krebs-Henseleit normal a temperatura constante (37°C) mantenida con la ayuda de un baño recirculador de agua y con un pH de 7.4, mantenido mediante burbujeo constante de gas carbógeno (Fig. 6). 24 Figura 6. Sistema de registro isométrico para tejido aislado. 1) Cámaras de incubación las cuales reciben un suministro de burbujeo constante de gas carbógeno; 2) Baño recirculador de agua para mantener la temperatura a 37°C en las cámaras de incubación; 3) Transductores de tensión y; 4) Polígrafo. Una vez que los anillos se montaron en el sistema de registro isométrico, se sometieron a una fuerza de tensión de 1 g (10 mN), lo cual corresponde a 2 cm de desplazamiento de la pajilla que se mantuvo durante todo el experimento, se dejó transcurrir un periodo de estabilización (60 min) antes de comenzar el protocolo experimental. Antes de la prueba farmacológica para determinar la ausencia de endotelio se realizaron dos contracciones, de 10 min cada una, inducidas por Ringer de potasio alto (60 mM), este Ringer fue obtenido por la sustitución equimolecular de 3 2 4 1 25 NaCl 64.7 mM por KCl 60 mM. La contracción tónica sostenida que produce esta solución despolarizante (KCl) fue tomada como control para verificar la viabilidad del tejido. Después de 10 min de cada contracción, los tejidos fueron repolarizados mediante un recambio de la solución despolarizante por Ringer Krebs-Henseleit normal y cuando recuperaron su tono basal, se dejaron transcurrir 30 min antes de inducir un segundo estímulo con la solución despolarizante (KCl 60 mM). Después de esta prueba, se provocó una contracción con fenilefrina (Phe) 1 µM y, sobre el tono sostenido de la contracción se adicionó acetilcolina (ACh) 20 µM para observar si ACh provoca relajación, la cual es una respuesta relajante dependiente del endotelio. Debido a que las preparaciones fueros raspadas para retirar el endotelio, no se observó relajación de ACh dependiente del endotelio. Una vez comprobada la ausencia de endotelio, se realizaron tres lavados con la finalidad de retirar el compuesto con solución de Ringer Krebs-Henseliet. Los anillos aórticos se dejaron recuperar durante 30 min posterior al lavado para comenzar con la prueba de testosterona. Para determinar la capacidad vasorelajante del tejido a testosterona, los anillos aórticos fueron contraídos con Ringer de potasio alto (KCl 60 mM), una vez que la contracción mantuvo un tono estable, se adicionaron las siguientes concentraciones de manera acumulativa de testosterona: 0.1, 1, 10 y 100 µM. El efecto de cada concentración sobre la contracción de KCl se registró hasta que ya no hubiera modificación en la línea basal. Después de observar el efecto de laadición de la última concentración de testosterona se realizaron tres lavados 26 consecutivos con solución Ringer Krebs-Henseliet, retirando así todos los residuos del compuesto. En cada anillo aórtico estudiado, el efecto inducido por cada una de las concentraciones del andrógeno se evalúo durante aproximadamente 10 min, y se reportó en términos de porcentaje de inhibición (% de relajación) de la contracción inducida sobre KCl. Los datos fueron evaluados midiendo la amplitud (en cm) de la contracción que induce el Ringer de KCl (control) y 10 min después (efecto) de la adición del compuesto. Los efectos fueron presentados como porcentaje de relajación con respecto al control. Además, en otros experimentos se realizaron las pruebas correspondientes al vehículo (etanol absoluto) en el cual fueron disueltos los andrógenos, aplicando cada concentración a un volumen final de 0.1% v/v sobre la contracción de KCl. Con los datos obtenidos se construyó la curva concentración-respuesta, los datos fueron graficados, ajustando la recta mediante regresión lineal, para obtener la concentración inhibitoria media (CI50; concentración del andrógeno requerida para inducir 50% de relajación de la contracción inducida por KCl) del andrógeno. 27 5.7. Presentación de los datos y análisis estadístico Los datos de experimentos de animales ORQ fueron presentados en mmHg de la PAM. Los experimentos en ratas hipertensas conscientes se presentaron en términos de disminución de la PAM en mmHg comparado con los valores basales de la PAM antes de la administración de testosterona. Los datos de la aorta torácica aislada de rata fueron reportados en términos de porcentaje de relajación de la contracción inducida por KCl y la respuesta control (el 100% de la contracción inducida por KCl) fue la amplitud de la contracción considerada justo antes de adicionar la primera concentración de testosterona y comparado con la amplitud de la contracción después del efecto de cada concentración a testosterona. Todos los datos representan una media de n ≥ 6 animales ± error estándar de la media (EEM), donde cada “n” representa a una rata de cada grupo experimental (WKY orquidectomizadas = WKY ORQ, WKY ORQ con tratamiento sustitutivo de testosterona = WKY ORQ + TES y Wistar orquidectomizadas = W ORQ). Con la prueba de “t de Student” no pareada (por ser muestras independientes) se comparó: (i) aumento de la PAM a las 10 semanas de la orquidectomía entre los diferentes grupos de ratas (WKY ORQ, WKY ORQ + TES y W ORQ); (ii) la curva dosis-respuesta de la disminución de la PAM inducida por la administración de cada una de las diferentes dosis de testosterona al compararse contra el vehículo (etanol absoluto); (iii) el porcentaje de disminución de la PAM en animales conscientes inducido por la administración de testosterona; (iv) la respuesta del vehículo, en el cual fueron disueltos los andrógenos (etanol 28 0.1%), con el efecto vasodilatador inducido por cada una de las concentraciones de los andrógenos y; (v) los valores en términos de porcentaje de relajación inducidos por testosterona sobre la contracción de KCl en aorta torácica con endotelio contra aorta torácica sin endotelio. Siendo valores significativos cuando p < 0.05. Se utilizó la prueba estadística de ANOVA de una vía, seguido del test post hoc de Tukey para: (i) la PAM en los diferentes grupos de ratas (WKY ORQ, WKY ORQ +TES y W ORQ) y; (ii) la curva concentración-respuesta de efecto vasodilatador inducido por cada una de las concentraciones de testosterona sobre la contracción de KCl en aorta torácica con endotelio contra aorta torácica sin endotelio. El procesamiento de los datos fue analizado y graficado utilizando el programa estadístico GraphPad PRISM® (Versión 6.01). 29 5.8. Compuestos utilizados Cloruro de Acetilcolina (ACh) (A-6625 de SIGMA Chemical Co. EUA), Hidrocloruro de Fenilefrina (Phe) (P6126 de SIGMA Chemical Co. EUA) los cuales fueron disueltos en agua bidestilada y se mantuvieron en frasco ambar por ser compuestos fotosensibles y a una temperatura de 4°C para evitar su degradación. La testosterona (17β-hidroxi-4-androsten-3-ona) (C-4382 de SIGMA) fue disuelta en etanol absoluto (Merck, México, S.A.) se mantuvo a una temperatura de 4°C para evitar la evaporación del etanol absoluto. El propionato de testosterona (17β- hidroxi-4-androsten-3-ona, 17-propionato) (T-1875 de SIGMA) fue disuelto en aceite de oliva extra virgen y se mantuvo a temperatura ambiente. 30 6. RESULTADOS 6.1. Evaluación de la presión arterial en ratas macho orquidectomizadas La deficiencia de testosterona por orquidectomía es un modelo ampliamente utilizado en animales de experimentación. Se observó que la PAS/PAD y PAM fueron gradualmente incrementadas después de la orquidectomía en las ratas WKY. Con la finalidad de unificar la variación entre PAS/PAD, en la Fig. 7 se ilustra el curso temporal del cambio de la PAM en mmHg; mostrando un incremento cada semana después de la orquidectomía; sin embargo, cuando se inició un tratamiento semanal de testosterona inmediato a la orquidectomía (grupo WKY ORQ+TES) se previno tal incremento de la PAM, sin ningún cambio significativo (p > 0.05) entre la semana 0 y la 10. Los valores fueron significativamente diferentes (p < 0.0001) en las ratas WKY ORQ en comparación con el grupo de las ratas WKY ORQ+TES a las 10 semanas de orquidectomía. 31 Figura 7. Comparación del aumento de la PAM (mmHg) entre el grupo de ratas WKY ORQ respecto al grupo de ratas WKY ORQ + TES. La comparación de los valores a la semana 10 mostró un aumento significativo (*p < 0.0001). Cada símbolo en las curvas representa n ≥ 6 ± EEM. La flecha representa el momento de la orquidectomía. La semana “cero” son los valores iniciales de presión arterial. 32 Figura 8. Comparación del aumento de la PAM entre el grupo de ratas Wistar-Kyoto orquidectomizadas (WKY ORQ) respecto al grupo de ratas Wistar orquidectomizadas (W ORQ). En análisis mostró que no existe diferencia significativa en el aumento de la PAM de cada cepa durante 10 semanas para el grupo de ratas WKY ORQ al compararlo contra el grupo de ratas W ORQ. Cada símbolo en la curva representa n ≥ 6 ± EEM. La orquidectomía, indicada por la flecha, se realizó después de conocer los valores iniciales de presión arterial, la cual se consideró como semana “cero”. Se continuó monitoreando la presión arterial en algunos animales del grupo W ORQ hasta la semana 15 después de la orquidectomía, mostrando que la PAM continúa incrementándose con una diferencia significativa (p < 0.05) entre la semana 10 y la 15 (Fig. 9). 33 Figura 9. Monitoreo de PAM (mmHg) hasta la semana 15 para las ratas de la cepa Wistar orquidectomizadas (W ORQ). La comparación mostró que la PAM aumenta significativamente (*p < 0.05) entre la semana 10 y 15 después de la orquidectomía indicada por la flecha. Los valores representan la media de n ≥ 6 ± EEM. La ORQ se realizó después de conocer los valores iniciales de la PAM, la cual se consideró como semana “cero”. 34 6.2. Respuesta producida por testosterona sobre la presión arterial de ratas conscientes. La testosterona provocó una disminución directa e inmediata de la PAM después de cada dosis administrada en las ratas conscientes W ORQ, esta respuesta hipotensora se mantuvo algunos minutos, con una recuperación casi total de los valores basales originales después de 120 min de la administración de la dosis más alta (Fig. 10). Los datos graficados muestran una respuesta hipotensora de la testosterona que fue dependiente de la dosis, con una dosis efectiva media (DE50), calculada por regresiónlineal que se ajustó al método semilogarítmico con valor de log [5.2 ± 0.31] µmol Kg-1 min-1 (Fig. 11). Nótese que después de la última dosis la PAM disminuyó más de 40 mm Hg. El vehículo (ETOH absoluto) a la adición de volumen equivalente de cada dosis de testosterona no tuvo un efecto significativo sobre la PAM y la respuesta hipotensora de testosterona fue significativamente diferente (p < 0.05) a el ETOH. 35 Figura 10. Registro invasivo típico donde se muestran los valores en mmHg de la Presión Arterial Media (PAM; valores basales) en ratas Wistar orquidectomizadas después de 15 semanas. Cada dosis de testosterona provocó disminución de los valores basales de la PAM. 36 Figura 11. Respuesta antihipertensiva de testosterona sobre la presión arterial de la rata Wistar orquidectomizada. A) Curva dosis-respuesta de disminución de la PAM (mmHg) a diferentes dosis de testosterona, la Dosis efectiva media (DE50) en µmol Kg-1 min -1 fue calculada por regresión lineal. B) Porcentaje de disminución de los valores basales de la PAM (Control 100%) a las diferentes dosis de testosterona; diferencias significativas (*p < 0.05, **p < 0.001) al comparar con el control. Cada barra o símbolo representa n ≥ 4 ± EEM. La respuesta de testosterona sobre la PAM fue significativamente diferente (p < 0.001) a la producida por el vehículo (etanol absoluto). 37 6.3. Efecto vasodilatador de la testosterona Se observó que por ausencia de endotelio, la ACh no produjo relajación, garantizando que las preparaciones son libres de endotelio. En los anillos aórticos sin endotelio, la contracción inducida por KCl fue disminuida por testosterona en forma dependiente de la concentración (Fig. 12), un efecto que fue significativamente diferente a la adición de 0.1% de etanol (ETOH absoluto) para cada concentración, la concentración inhibitoria media de testosterona, calculada por regresión lineal y ajustándose al método semilogarítmico, mostró un valor de 12.71 ± 1.01 µM (Fig. 13). 38 Figura 12. Registro típico de la respuesta vasorelajante de la testosterona sobre el tono de la contracción inducida por KCl. Las concentraciones se administraron de manera acumulativa (panel superior). El lavado (L) es el cambio de la solución despolarizante por Ringer en su composición original. El panel inferior muestra que el vehículo (etanol absoluto) adicionado en un volumen equivalente a cada concentración aplicada de testosterona (volumen constante de 10 µL, el cual corresponde a 0.1 % del volumen total de la cámara) no modificó el tono de la contracción de KCl. 39 Figura 13. Porcentaje de relajación de la respuesta a Testosterona en el grupo de ratas WKY ORQ sin endotelio sobre la contracción de KCl. El vehículo, etanol se adicionó a 10 µL por cada concentración, el cual representa 0.1% del volumen total de la cámara y no modifica significativamente el tono de la contracción. El efecto de testosterona fue significativamente diferente al del vehículo (*p < 0.05, **p <0.001). Cada símbolo en la curva representa n ≥ 6 ± EEM. Concentración inhibitoria media (CI50) en µM. Estos datos fueron comparados con el efecto vasodilatador de la testosterona en aorta torácica aislada de rata con presencia de endotelio en machos WKY (Datos no publicados del laboratorio) mostrando que no hay diferencia significativa (p > 0.05) en presencia o ausencia de endotelio (Fig. 14). 40 Figura. 14. Comparación de la relajación de cada concentración de testosterona en aorta sin endotelio (presente trabajo) y con endotelio (Datos no publicados del laboratorio). Mostrando que no hay diferencia significativa (p > 0.05). Cada barra representa la media de n ≥ 6 ± EEM. 41 7. DISCUSIÓN El modelo de rata orquidectomizada es ampliamente aceptado para el estudio de la deficiencia de andrógenos. Los resultados del presente estudio revelan que la deprivación de testosterona por la orquidectomía de las rata macho aumentó la PA y, puede ser uno de los factores que contribuyen en el desarrollo de la hipertensión arterial, como parece que ocurre en hombres de la tercera edad. Lo anterior es reforzado por el hecho de que la terapia de remplazamiento de testosterona, en las ratas del presente estudio, pudo prevenir el aumento de la PA después de la orquidectomía. Estos hallazgos fuertemente sugieren que los niveles bajos de testosterona y el remplazamiento de testosterona, están asociados con el desarrollo de la hipertensión y el mantenimiento de la PA normal (normotensión), respectivamente. Sin embargo, se admite que algunos grupos de investigación han reportado datos contradictorios: la orquidectomía disminuye la PA (Iams y Wexler, 1977; Ganten et al., 1989; Cheng y Meng, 1991; Reckelhoff et al., 1998; Reckelhoff et al., 2000); la terapia de remplazamiento con un andrógeno anabólico incrementa la PAM en ratas Wistar (Bissoli et al., 2009); y la orquidectomía de ratas Wistar no altera la PA sistólica, mientras que el tratamiento con testosterona muestra incremento de la PA (Rouver et al., 2015). La primera sospecha sobre estas controversias es que en el presente estudio se utilizaron las ratas WKY, las cuales podrían ser más susceptibles al aumento de la PA que la cepa Wistar que se han estudiado por otros grupos, sugiriendo así, una diferencia entre cepas de la misma especie. Sin embargo, los presentes hallazgos descartan esta posibilidad, debido a que la orquidectomía incrementa la PA tanto las ratas 42 WKY como las Wistar. No obstante, también deberá tomarse en cuenta que las diferentes condiciones experimentales tales como: la edad del animal, el tipo de andrógeno usado, la vía de administración, el tiempo para observar el efecto de la hormona después de la orquidectomía, la forma de aplicación y régimen de dosificación, etc., pueden también ser causa de las diferencias. A favor de los resultados obtenidos en el presente trabajo, existen numerosos estudios clínicos y epidemiológicos que han asociado los bajos niveles plasmáticos de la testosterona con disfunción cardiovascular. Específicamente, en hombres hipertensos los niveles en plasma de testosterona se encuentran abatidos en relación con sus contrapartes normotensas, exhibiendo una correlación inversa con la PA (Barrett-Connor y Khaw, 1988; Hughes et al., 1989; Phillips et al., 1993; English et al., 1997; Simon et al., 1997; Khaw y Barrett- Connor, 1998; Svartberg et al., 2004). Todos estos extensos hallazgos clínicos han sugerido que la hipotestosteronemia puede ser un factor de riesgo para el desarrollo de la hipertensión. Conjuntamente, también los resultados de este estudio están apoyados por las evidencias existentes en relación al declive de la testosterona por la edad avanzada y su clara relación con enfermedades propias de la edad, llamado síndrome de deficiencia de andrógenos en hombres mayores, ADAM (Morley, 2001). Entre estos trastornos destaca la hipertensión, obesidad, síndrome metabólico, osteoporosis, incontinencia urinaria, pérdida de la fuerza muscular, cambios de temperamento asociados con disfunción sexual, que incluye, disfunción eréctil, eyaculación precoz y disminución de la libido. Remarcablemente, también se ha reportado que la terapia de remplazamiento de 43 testosterona previene y reduce la severidad de estos padecimientos (Traish et al., 2009; Wang et al., 2011; Corona et al., 2014; Isidori et al., 2014; Pongkan et al., 2016). De tal manera, los datos de este trabajo son las primeras evidencias experimentales que sustentan los resultados de numerosos estudios clínicos y epidemiológicos, demostrando que la insuficiencia de testosterona es un factor que influye en el desarrollo de la hipertensiónarterial, que puede ser prevenido con el reestablecimiento de testosterona. En forma notoria, con este trabajo se determinó que la testosterona es capaz de disminuir directamente la hipertensión producida por la orquidectomía. La administracion intravenosa de testosterona produjo una rápida y marcada reducción de la PAM del grupo de ratas Wistar conscientes orquidectomizadas, indicando que es posible que los andrógenos endógenos pueden contribuir a la regulacion de la PA evitando el desarrollo de la hipertensión; asimismo, se dislumbra que el tratamiento con andrógenos podría tener un valioso uso terapéutico. Los resultados obtenidos sobre una respuesta antihipertensiva directa de la testosterona en el animal consciente sugieren, así, que los andrógenos pueden jugar un papel muy significativo en la regulación de la PA, siendo inminente que este hecho es el resultado del agudo efecto vasodilatador de la testosterona que ha sido reportado en numerosos trabajos (Revisado en: Perusquía, 2003; Yildiz y Seyrek, 2007; Perusquía y Stallone, 2010; Kelly y Jones, 2013). 44 En relación a lo anterior, fue posible comprobar que la testosterona también produce vasorelajación en la aorta torácica aislada de ratas WKY macho orquidectomizadas contraída con KCl. Es ampliamente conocido que el endotelio vascular juega un papel muy importante en la regulación del tono vascular de los vasos sanguíneos; por liberación de los factores relajantes y contráctiles derivados del endotelio (Furchgott y Vanhoutte, 1989). A este respecto, existe una polémica sobre la participación del endotelio en el mecanismo de la acción vasorelajante de la testosterona (Perusquía y Stallone, 2010). En este estudio se observó que la relajación inducida por la testosterona en la aorta sin endotelio es de igual magnitud que en la aorta con endotelio (datos no publicados del laboratorio), lo cual señala que el endotelio vascular no está involucrado en la relajación que induce la testosterona en varios lechos vasculares, como se ha propuesto anteriormente (Perusquía et al., 2007; Perusquía et al., 2012). Referente a que la hipertension arterial es un problema de salud pública mundial, el presente trabajo es una contribucion parcial al conocimiento para esclarecer la acción de la testosterona y su relación con la PA, quedando plenamente justificado que se requieren más estudios en este campo. 45 8. CONCLUSIONES 1. La deficiencia de testosterona por orquidectomía es un factor que influye en el desarrollo de la hipertension arterial, la cual puede ser prevenida con el reestablecimiento de la testosterona circulante por una terapia de reemplazo. 2. La administracion intravenosa de la testosterona produjo una rápida y marcada reducción directa de la PAM en ratas Wistar conscientes orquidectomizadas, confirmando que es posible que los andrógenos endógenos contribuyan a la regulacion de la PA y el desarrollo de la hipertensión. Esta respuesta antihipertensiva parece indicar que el tratamiento con andrógenos podría tener un valioso uso terapéutico. 3. La testosterona también es capaz de producir vasorelajación sobre la contracción inducida por KCl en la aorta torácica aislada de ratas WKY macho orquidectomizadas con hipertensión. a) Este hallazgo demuestra que la respuesta antihipertensiva de la testosterona es resultado de la vasodilatación que induce. b) El endotelio vascular no está involucrado en la relajación que induce la testosterona. 46 9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Argente, H. A. & Alvarez, M. E. (2008). Seminología Médica: Fisiopatología, Semiotecnia y Propedéutica: Enseñanza basada en el paciente. 1° Ed. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 545p. Barrett-Connor, E. & Khaw, K. T. (1988). Endogenous sex hormones and cardiovascular disease in men. A prospective population-based study. Circulation., 78, 539-545. Bissoli, N. S., Medeiros, A. R., Santos, M. C., Busato, V. C., Jarske, R. D., Abreu, G. R., Moyses M.R. & de Andrade, T.U. (2009). Long-term treatment with supraphysiological doses of nandrolone decanoate reduces the sensitivity of Bezold-Jarisch reflex control of heart rate and blood pressure. Pharmacol. Res.,59,379-384. Chen, Y.F. & Meng, Q.C. (1991). Sexual dimorphism of blood pressure in spontaneously hypertensive rats is androgen dependent. Life Sci., 48, 85-96. Corona, G., Maseroli, E., Rastrelli, G., Isidori, A.M., Sforza, A., Mannucci, E. & Maggi, M. (2014). Cardiovascular risk associated with testosterone-boosting medications: a systematic review and meta-analysis. Expert. Opin. Drug Saf., 13,1327-1351. English, K.M., Steeds, R., Jones, T.H. & Channer, K.S. (1997).Testosterone and coronary heart disease: is there a link? Q. J. Med., 90, 787-791. Furchgott, R. F. & Vanhoutte, P. M. (1989). Endothelium-derived relaxing and contracting factors. FASEB J., 3, 2007-2018. 47 Ganong, W. F., Barret, K. E., Barman, S. M., Boitano, S. & Brooks, H.L. (2014). Fisiología Médica. 24° Edición. Editorial Mc Graw Hill. Lange. México. 701p. Ganten, U., Schroder, G., Witt, M., Zimmermann, F., Ganten, D., & Stock, G. (1989). Sexual dimorphism of blood pressure in spontaneously hypertensive rats: effects of anti-androgen treatment. J. Hypertens., 7, 721-726. Gilbert, S. (2005). Biología del Desarrollo. 7ª Edición. Editorial Médica Panamericana. Madrid, España. 902p. Haider, A., Saad, F., Doros, G. & Gooren, L. (2013). Hypogonadal obese men with and without diabetes mellitus type 2 lose weight and show improvement in cardiovascular risk factors when treated with testosterone: an observational study. Obes. Res. Clin. Pract., 4 , 339-349. Harman, M., Metter E., Tobin, J., Pearson, J. & Blackman, M. (2001). Longitudinal effects of aging on serum total and free testosterone levels in healthy men. J. Clin. Endocrinol. and Metabolism., 86, 724-731. Hughes, G. S., Mathur, R. S., & Margolius, H. S. (1989). Sex steroid hormones are altered in essential hypertension. J. Hypertens., 7, 181-187. Iams, S. G. & Wexler, B. C. (1977). Retardation in the development of spontaneous hypertension in SH rats by gonadectomy. J. Lab. Clin. Med., 90, 997-1003. Isidori, A.M., Buvat, J., Corona, G., Goldstein, I., Jannini, E.A., Lenzi, A., Porst, H., Salonia, A., Traish, A. M. & Maggi, M. (2014). A critical analysis of the role of testosterone in erectile function: from pathophysiology to treatment-a systematic review. Eur. Urol., 65,99-112. Kaufman, J. M. & Vermeulen, A. (2005). The decline of androgen levels in elderly men and its clinical and therapeutic implications. Endocrinol. Rev., 26, 833- 876. 48 Kelly, D.M. & Jones, T.H. (2013). Testosterone: a vascular hormone in health and disease. J. Endocrinol., 217, 47-71. Khaw, K.T. & Barrett-Connor, E. (1988). Blood pressure and endogenous testosterone in men: an inverse relationship. J. Hypertens., 6, 329-332. Koolman, J. & Röhm, K.H. (2004). Bioquímica Humana. Texto y Atlas. 3°Ed. Editorial Médica Panamericana . Madrid, España. 488p. Kurtz, T.W., Griffin, K.A., Bidani, A.K. Davisson, R.L. & Hall, J.E. (2005). Recommendations for blood pressure measurement in humans and experimental animals: part 2: blood pressure measurement in experimental animals: a statement for professionals from the Subcommittee of Professional and Public Education of the American Heart Association Council on High Blood Pressure Research. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 25, 22-23. Morley, J. E. (2001). Androgens and aging. Maturitas, 38, 61-73. Orduñez, G. P., Pérez, F. E., & Hospedales, J. (2010). Más allá del ámbito clínico en el cuidado de la hipertensión arterial. Panam. Salud Pub., 28, 311-318. Perusquía, M. & Villalón, C.M. (2002). The vasodepressoreffect of androgens in pithed rats: potential role of calcium channels. Steroids., 67, 1021-1028. Perusquía, M. (2003). Androgen-induced vasorelaxation: a potential vascular protective effect. Exp.Clin.Endocrinol.Diabetes., 111, 55-59. Perusquía, M., Navarrete, E., González, L., & Villalón, C. M. (2007). The modulatory role of androgens and progestins in the induction of vasorelaxation in human umbilical artery. Life Sci., 81, 993-1002. 49 Perusquía, M. & Stallone, J.N. (2010). Do androgens play a beneficial role in the regulation of vascular tone? Nongenomic vascular effects of testosterone metabolites. Am.J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 298, H1301-H1307. Perusquía, M., Espinoza, J., Montaño, L.M. & Stallone, J.N. (2012). Regional differences in the vasorelaxing effects of testosterone and its 5-reduced metabolites in the canine vasculature. Vascul. Pharmacol., 56, 176-182. Perusquía, M., Greenway, C.D., Perkins, L.M. & Stallone, J.N. (2015). Systemic hypotensive effects of testosterone are androgen structure-specific and neuronal nitric oxide synthase-dependent. Am. J. Physiol., 309, 189-195. Phillips, G.B., Jing, T.Y., Resnick, L.M., Barbagallo, M., Lsragh, J.H. & Sealey, J.E. (1993). Sex hormones and hemostatic risk factors for coronary heart disease in men with hypertension. J. Hypertens.,11, 699-702. Pongkan, W., Chattipakorn, S.C. & Chattipakorn, N. (2016). Roles of Testosterone Replacement in Cardiac Ischemia–Reperfusion Injury. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther., 21, 27-43. Reckelhoff, J.F., Zang, H. & Granger, J.P. (1998). Testosterone exacerbates hypertension and reduces pressure-natriuretic in male spontaneously hypertensive rats. Hypertens., 31, 435-439. Reckelhoff, J.F., Zang, H. & Srivastava, K. (2000). Gender differences in development of hypertension in spontaneously hypertensive rats: role of renin-angiotensin system. Hypertens., 35, 480-483. Rouver, W.N., Delgado, N.T.B., Menezes, J.B., Santos, R.L. & Moyses, M.R. (2015). Testosterone replacement therapy prevents alterations of coronary vascular reactivity caused by hormone deficiency induced by castration. PLoS ONE 10(8), e0137111. 50 Saad, F., Haider, A., Doros, G. & Traish, A. (2013). Long-term treatment of hypogonadal men with testosterone produces substantial and sustained weight loss. Obesity., 10, 1975-1981. Simon, D., Charles, M.A., Nahoul, K., Orssaud, G., Kremski, J., Hully, V., Joubert, E., Papoz, L. & Eschwege, E. (1997). Association between plasma total testosterone and cardiovascular risk factors in healthy adult men: the Telecom Study. J. Clin. Endocrinol. and Metabolism., 82, 882-685. Svartberg, J., von Mühlen, D., Schirmer, H., Barrett-Connor, E., Sundfjord, J. & Jorde, R. (2004). Association of endogenous testosterone with blood pressure and left ventricular mass in men. The Tromsø Study. Eur. J. Endocrinol., 150, 65-71. Traish, A.M., Guay, A., Feeley, R., Saad, F. (2009). The dark side of testosterone deficiency: I. Metabolic syndrome and erectile dysfunction. J. Androl., 30, 10-22. Traish, A. M. (2014). Outcomes of testosterone therapy in men with testosterone deficiency (TD): part II. Steroids., 88, 117-126. Tsutsui, K., Matsunaga, M., Miyabara, H., & Ukena, K. (2006). Neurosteroid biosynthesis in the quail brain: a review. J. Exp. Zool. A. Comp. Exp. Biol., 305, 733-742. Wang, C., Jackson, G., Jones, T.H., Matsumoto, A.M., Nehra, A., Perelman, M.A., Swerdloff, R.S., Traish, A. & Cunningham, G. (2011). Low testosterone associated with obesity and the metabolic syndrome contributes to sexual dysfunction and cardiovascular disease risk in men with type 2 diabetes. Diabetes Care. ,34, 1669-1675. 51 Winter, J. S. & Faiman, C. (1972). Pituitary-gonadal relations in male children and adolescents. Pediatr.Res., 6, 126-135. Yildiz, O. & Seyrek, M. (2007). Vasodilating mechanisms of testosterone. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes.,115,1-6. REFERENCIAS VIRTUALES http://www.who.int/features/qa/82/es/ OMS (2016). ¿Por qué es peligrosa la hipertensión arterial?. Consultado el 10 de agosto de 2014. http://www.who.int/features/qa/82/es/ Portada Índice General Resumen 1. Introducción 2. Justificación 3. Hipótesis 4. Objetivos 5. Materiales y Métodos 6. Resultados 7. Discusión 8. Conclusiones 9. Referencias Bibliográficas
Compartir