Envejecimiento, diabetes mellitus y disfunción endotelial · Envejecimiento, diabetes mellitus y...

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Envejecimiento, diabetes mellitus y

disfunción endotelial

Dr. L. Rodríguez Mañas

Sº de Geriatría

Hospital Universitario de Getafe

XI Curso ALMA

Salamanca, 1-4 de abril de 2012

LA VIDA ES

UNA ENFERMEDAD UNIVERSAL

DE TRANSMISION SEXUAL

CON UNA LARGA EVOLUCIÓN

PERO CON UN PRONOSTICO FATAL…

…con frecuentes manifestaciones de disfunción vascular durante el proceso de envejecimiento

OXFORD VASCULAR STUDY

Oxfordshire 2002-2005

91.106 individuos

Casos incidentes 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Cerebrovascular Coronario Art. Periférica No clasificable

Porcentaje

> 65 (14%) > 75 (6%)

80 % Cerebrovascular 54 %

73 % Coronario 47 %

78 % Arteriop. Periférica 56 %

Rothwell PM et al., Lancet 2005

Mortality in Spain by cause and group of age.���

Rate per 100,000, Year 2004

• Vascular disease is the main cause of death and disability in old people.

Las enfermedades cardiovasculares

son la primera causa de muerte y de

incapacidad en el grupo de población

anciano

Los cambios que se producen en el

Sistema Vascular durante el

envejecimiento, así como sus

mecanismos, son pobremente conocidos

Mean age for patients with Cardiac Failure is near 80 years old, 3 in 4 stroke patients are older than 65, more than 50% of all cases of incident Ischemic Heart Disease are

observed in old people.

“Be afraid of the old age, because it usually does not come alone.”

Plato; 347 BC- 427 BC

Ageing is the main cardiovascular risk

factor

Ateroesclerosis: un Proceso Silencioso,

Generalizado y Progresivo

MUERTE

ACCIDENTE VASCULAR CEREBRAL

Edad, Sexo , Antecedentes Familiares

Arteria Normal

Depósito Colesterol

Placa fibrosa

Placa ateros-

clerótica

Ruptura/fisura/ de la placa &

trombosis

INFARTO

ANGINA

Colesterol Elevado Tabaquismo

Hipertensión Arterial

Diabetes Mellitus

obesidad y sedentarismo

Factores de riesgo coronario

Geriatricians: The doctors of time Ann Intern Med 2005

Life Expectancy in Males Y

ears

Age

Walter LC. JAMA 2001;285:2750-2752

18

12,4

6,7

14,2

9,3

4,9

10,8

6,7

3,3

7,9

4,7

2,2

5,8

3,2 1,5

4,3

2,3 1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

70 75 80 85 90 95

Percentil >75 Percentil 50 Percentil <25

9,5

6,0

17 years

HbA

1c (%

)

Generation of the “Glycemic legacy”

Intensive treatment

Modificado de Del Prato S, Diabetologia 2009

Usual treatment

Therapeutic Target

Células espumosas!Lípido intracelular y extracelular!

Migración y proliferación!de la célula muscular lisa!

Célula muscular lisa!Acumulación de matriz extracelular!Productos de desecho!

Rotura de la placa!Formación de trombos!

ESTRIA GRASA

PLACA FIBROSA

DISFUNCION ENDOTELIAL ENFERMEDAD VASCULAR

HTA Dislipemia Tabaco Diabetes

DISFUNCION ENDOTELIAL

ATEROGENESIS

ENFERMEDAD VASCULAR

MORBIMORTALIDAD CARDIOVASCULAR

ENVEJECIMIENTO

Factores implicados en la RPT

•  Tono adrenérgico

•  Colágeno de la pared

•  Remodelamiento vascular

•  Inervación perivascular

•  Reparación

•  Neovascularización

•  ……….

Papel fisiológico del endotelio Vascular Furchgott RF, Zawadki JV. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature 288:373-376, 1980. Se describe que la relajación vascular producida por aceticolina está mediada por la liberación de un factor endotelial (EDRF) que difunde y actua sobre el músculo liso vascular subyacente.

Células implicadas Endotelio Plaquetas Macrófagos Terminaciones nerviosas Célula muscular lisa vascular

¿ ¿

Estiramiento

AII ET-1 NA 5-HT TxA 2

OxLDL Trombina

No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente

Crecimiento de la CMLV

Promotores" Inhibidores

TGF β 1

Rozamiento

Heparina Heparan sulfato

NO PGI 2 CNP

Estrés!Oxidativo!

PDGF!bFGF!EGF!IGF-1 IL-1!IL-6!TNFα

REMODELAMIENTO VASCULAR

DISFUNCION ENDOTELIAL

ENDOTELIO NORMAL ENDOTELIO ALTERADO

LDL-C Hipertensión Diabetes Tabaco

DISFUNCION

- Vasodilatación

- Controla la adhesión de plaquetas y leucocitos

- Barrera selectiva

- Inhibe la proliferación migración MLV

- Vasoconstricción

- Aumenta la adhesión de plaquetas y leucocitos

- Incrementa depósito de lípidos y reduce su eliminación

- Migración crecimiento MLV

CAUSAS POTENCIALES

Endotelio Endotelio

Músculo Liso Vascular

Músculo Liso Vascular

Membrana Basal

Membrana Basal

O2-!

O2-!

OLC

TXA2/PGH2

O2-! ET NO PGI2!EDHF

ALLA RICERCA DEL MINOTAURO

Endotelio!NADPH!Xantinoxidasa!Mitocondria!Angiotensina II"

?!

TNF-a/Il-1b/Il-6!

TXA2/PGH2" NO"

O2-!

Peroxinitritos"

O2-!

O2-!O2-!

O2-!

"A!P!-"1! "

NF-kB!

NF-kB!

O2-! O2-!

iNOS!COX-2!-"

Músculo liso!vascular"

O! 2! -!

HIPOTESIS

DISFUNCION ENDOTELIAL

ESTRES OXIDATIVO MEDIADORES INFLAMATORIOS

ENVEJECIMIENTO

METHODS TO STUDY IMPAIRED FUNCTION (FRAILTY/DISABILITY)

GAIT-RITE,

POSTUROGRAPHY

ELASTOGRAPHY

DYNAMOMETER

METHODS TO STUDY ENDOTHELIAL/VASCULAR FUNCTION IN OLD PEOPLE

IN VITRO

CELL CULTURES IMMUNOHYSTOCHEMISTRY

HPLC, ELISA

PCR, WESTERN BLOT

GENOMIC, METABOLOMIC

MICROVASCULAR REACTIVITY: MULVANY MYOGRAPH

IN VIVO

MICROVASCULAR FUNCTION: PLETHYSMOGRAPHY, ENDOPAT-2000

MACROVASCULAR FUNCTION: ECHO-DOPPLER

BODY COMPOSITION: IMPEDANCIOMETER

VASCULAR TISSUE VASCULAR CELLS

ADIPOSE TISSUE

ADIPOSE CELLS

BLOOD SAMPLES

HUMAN MICROVESSELS

TR

UE

IN

LA

B

TR

UE

IN

LIF

E

Microvasos

mesentéricos

Epiplón de pacientes sometidos a intervención

quirúrgica abdominal, sin enfermedad vascular

conocida.

MATERIAL BIOLOGICO

Estudios de Reactividad Vascular

Homogeneizado vascular RNA

Inclusión en parafina Cortes Histológicos

CULTIVOS CELULARES

Miógrafo para pequeños vasos

Transducer Transductor

MICROVASOS MESENTERICOS HUMANOS PROCEDENTES DEL

EPIPLON DE PACIENTES SOMETIDOS A INTERVENCION

QUIRURGICA ABDOMINAL.

GTP

GMPc

GC

NO

Nitroprusiato sódico

ENDOTELIO

CELULAS MUSCULARES LISAS DE LA PARED

Ca2+

Ca2+ NOS

L-arg

NO

+

+

LNMMA

-

Acetilcolina Bradicinina

Evaluación de la función endotelial

+

•  DISFUNCION ENDOTELIAL ASOCIADA AL ENVEJECIMIENTO:

ADULTOS

ANCIANOS

K+ 35 mM

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

BK (Log M)

CO

NT

RA

CC

ION

(%

)

K+35 mM

-9 -8,5 -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 -5 0"

20"

40"

60

80"

100"

NP (LogM)

*

pD

2

EDAD

R^2 = ,526! (n=122)

6,4

6,6

6,8

7.0

7,2

7,4

7,6

7,8

8.0

8,2

8,4

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Rodríguez-Mañas et al. Ageing Cell, 2009

ENVEJECIMIENTO

Endotelio

Membrana basal!!

!

!

!

Músculo liso vascular"

BK

L-arg

NO NO

Receptor

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

(+)

PGI2!

O2-!NO!x

O2-!

EXITE UN CLARO DETERIORO EN LAS RESPUESTA ENDOTELIO DEPENDIENTES A BK ASOCIADO AL ENVEJECIMIENTO

K+ !35 mM

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

< 65 años > 65 años

BK (Log M)

CO

NT

RA

CC

ION (

%)

? ?

Existe una disfunción endotelial asociada al envejecimiento, en

la que están implicadas dos vías:

Ciclo-oxigenasa Pérdida de un factor vasodilatador

Aparición de un factor contráctil.

Oxido Nítrico Radicales Libres.

O2-!¿ ? ¿Desacoplamiento NADPH XO Angiotensina II?

OXIDO NITRICO

Endotelio

Músculo Liso Vascular

Músculo Liso Vascular

Membrana!Basal

BK

L-arg

NO NO

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

O2-!

NO!x

Peroxinitritos

+

SOD (100 U/ml)

Tratamiento con antioxidantes:

TEMPOL (100 µM)

K+ !

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5

0

20

40

60

80

100

>60 años <60 años

>60 años + tratamiento

CATALASA (600 U/ml)

*

* *

Ac. Urico (10 µM)

*

* +

* +

0

20

40

60

80

100

K+ !

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5

BK (Log M) BK (Log M)

OXIDO NITRICO

Endotelio

Músculo Liso Vascular

Músculo Liso Vascular

Membrana!Basal

BK

L-arg

NO NO

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

O2-!

NO!x

Peroxinitritos

BH4

+

¿NADPH XO Angiotensina II?

* ¶!

*!

-8! -7! -6!

0!

20!

40!

60!

80!

100!

BK (Log mol/l)!

% C

on

trac

tio

n!

-8! -7! -6!0!

20!

40!

60!

80!

100!

* ¶!

*!

BK (Log mol/l)!

> 60years with H4B (n=7)!

< 60 years (n= 17)!

> 60 years (n= 27)!

> 60 years with 1400W (n= 8)!

< 60 years (n= 17)!

> 60 years (n= 27)!

0

20

40

60

80

100

K+ 35mM

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5

> 60 años (n=8)

> 6 + 100 µM apocinina (n=9)

% c

on

tra

cc

ión

BK (-LogM)

*

Existe una disfunción endotelial asociada al envejecimiento, en

la que están implicadas dos vías:

Ciclo-oxigenasa Pérdida de un factor vasodilatador

Aparición de un factor contráctil

Oxido Nítrico O2-!

Desacoplamiento NOs NADPH

Daño por

OONO -

NO!

K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

< 60 años (n=19) >60+ NS-398 (n=15) >60 años (n=17)

BK (logM)

CO

NT

RA

CC

ION

(%

)

*

(-) COX-2

K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100 < 60 años (n=19) >60+SQ-29548 (n=12) >60 años (n=18)

BK (logM)

*

(-) R-TXA

K+35mM -8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

< 60 años (n=11) > 60 años+ (-) COX-1 (n=16) >60 años (n=14)

BK (logM)

(-) COX-1

ENVEJECIMIENTO

Endotelio

Membrana basal!!

!

!

!

Músculo liso vascular"

BK

L-arg

NO NO

Receptor

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

(+)

PGI2!

O2-!NO!x

TXA2/PGH2

O2-!

O2-!

EXISTE UN CLARO DETERIORO EN LAS RESPUESTA ENDOTELIO DEPENDIENTES A BK ASOCIADO AL ENVEJECIMIENTO

K+ !35 mM

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

< 65 años > 65 años

BK (Log M)

CO

NT

RA

CC

ION (

%)

Métodos •  El Flujo del antebrazo se midió por pletismografía de oclusión venosa en tres

grupos de sujetos de edades diferentes (< 40 años, n=22;, 40-60 años, n=22; y > 60 años, n=18) libres de enfermedad y factores de riesgo cardiovascular

Presión venosa

Presión Arterial

40 mm Hg

GTP

GMPc

GC

NO

Nitroprusiato sódico

ENDOTELIO

CELULAS MUSCULARES LISAS DE LA PARED

Ca2+

Ca2+ NOS

L-arg

NO

+

+

LNMMA

-

Acetilcolina Metacolina

Evaluación de la función endotelial

+

Age (years)!

3!

4!

5!

6!

7!

8!

9!

20! 30! 40! 50! 60! 70! 80! 90!

A!

pD

2fo

r A

Ch!

0!

250!

500!

750!

1000!

chan

ge

of

the

bas

al r

atio

(%

)!

0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!

>60 years (n=17)!<60 years (n=36)!

*

B!

0!

250!

500!

750!

1000!

chan

ge

of

the

bas

al r

atio

(%

)!

0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!

<60 years with vitamine C (n= 20)!<60 years with SOD (n= 16)!

D!

<60 years (n= 36)!

250!

500!

750!

1000!

0! 10! 20! 30! 40!

C!

>60 years (n=16)!<60 years (n=25)!

SNP (nmol/min)!

0!

250!

500!

750!

1000!

0! 50! 100! 150! 200! 250!ACh (nmol/min)!

*!*¶!*¶!

E!

>60 years with vitamine C (n= 9)!>60 years with SOD (n= 9)!>60 years (n= 16)!

OXIDO NITRICO

Endotelio

Músculo Liso Vascular

Músculo Liso Vascular

Membrana!Basal

L-arg

NO

Receptor

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

(+)

O2-!

NO!x

iNOS!

CORTES HISTOLOGICOS

MICROVASOS MESENTERICOS HUMANOS (200-500 µm)

INCLUSION EN PARAFINA

CORTES HISTOLOGICOS (5 µm)

ESTRUCTURA DEL VASO TINCION DE HEMATOXILINA/EOSINA

INMUNOFLUORESCENCIA • ESTRÉS OXIDATIVO • PROTEINAS

A Dihydroethidium!

55 years! 81 years!

C Anti-nitrotyrosine antibody!

46 years! 81 years!

-8.0" -7.0" -6.0"0"

20"

40"

60"

80"

100"

BK (log mmo/l)"

% C

on

trac

tio

n"

B"

Control <60 years (n= 27) "Control >60 years (n= 26) ">60 years with! 100 µmol/l tempol (n= 16)"

*†

*

-8.0" -7.0" -6.0"0"

20"

40"

60"

80"

100"

Control <60 years (n= 21) "Control >60 years (n= 18) ">60 years with!10 µmol/l uric acid (n= 13)"

D"

BK (log mmo/l)"

% C

on

trac

tio

n"

*†

*

Figure 4!

MICROVASOS MESENTERICOS

HOMOGENEIZADO VASCULAR

EXTRACCION RNA

RT-PCR

HOMOGENEIZADO VASCULAR

-8.0! -7.0! -6.0!0!

20!

40!

60!

80!

100!Control <60 yeras (n=17)!Control >60 years (n=27)!>60 years with 10 µmol/l 1400W (n=8)!>60 years with 10 µmol/l H4B (n=8)!

B!

BK (log mol/)!

% C

on

trac

tio

n!

*† *

-8.0! -7.0! -6.0!0!

20!

40!

60!

80!

100!Control <60 years (n=16)!Control >60 years (n=13)!>60 years with 100 µmol/l ! apocynin (n=16)!

D!

BK (log mol/l)!

% C

on

trca

tio

n!

*† *

<60 years" >60 years"0.0"

1.0"

2.0"

3.0"

4.0"

5.0"

Patients age"

* A!

Rel

ativ

e le

vels

of

mR

NA

exp

ress

ion

!

eNOS"

iNOS"

<60 years" >60 years"0.0"

1.0"

2.0"

3.0"

Patients age"

*

C!

Rel

ativ

e le

vels

of

mR

NA

exp

ress

ion

!

NOX-4"

Figure 5!

A !40 years! 70 years!

B!

100!80!60!40!20!0!0!

10!

20!

30!

40!

50!

60!

Age (years)!

Nu

clei

sta

ined

/µm

2 !

(x10

,000

)!

Cambios estructurales de la pared vascular asociados al envejecimiento!

Endotelio"

A P - 1

NF-kB!

NF-kB!

?!

O 2 - TNF-α/Il-1b/Il-6

TXA2/PGH2 NO NO O2-!

Peroxinitritos

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

iNOS!COX-2

Músculo liso!vascular"

¿Pared vascular?!¿Endotelio?"

TNF-a/Il-1b/Il-6!

TXA2/PGH2" NO"

O2-!

Peroxinitritos"

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

"A!P!-"1! "

NF-kB!

NF-kB!

O2-! O2-!

iNOS!COX-2!-"

Músculo liso!vascular"

O! 2! -!

HIPOTESIS

ESTRES OXIDATIVO MEDIADORES INFLAMATORIOS

ENVEJECIMIENTO

¿Origen?

NADPH!Xantinoxidasa!Mitocondria!Angiotensina II"

Cambios estructurales de la pared vascular!asociados al envejecimiento!

DISFUNCION ENDOTELIAL

INFLAMACION!+

ATEROSCLEROSIS

Rodriguez-Mañas et al.

Aging Cell, 2010

CONCLUSIONES

√  El envejecimiento se acompaña de disfunción endotelial

√  Los principales factores endoteliales afectados son el óxido

nítrico y los derivados de ciclo-oxigenasa

√  Son varios los mecanismos que pueden estar implicados: Desacoplamiento de NOS

Interferencia por ROS

Modificación en la actividad o expresión de las NOS

Modificación en la actividad o expresión de las COX

CONCLUSIONES

La presencia concomitante de un

microambiente pro-inflamatorio y de

una alteración en los sistemas de

reparación, favorecen la existencia del

remodelamiento vascular y predispone

al padecimiento de las enfermedades

vasculares

Diabetes mellitus

•  Grupo de trastornos metabólicos caracterizados por una infrautilización de la glucosa y unos niveles elevados de glucosa plasmática.

•  Enfermedad crónica con una elevada morbimorbilidad a largo plazo secundaria al desarrollo de complicaciones vasculares crónicas.

•  Las alteraciones vasculares se han dividido en microangiopatía y macroangiopatía

Riesgo Cardiovascular ���

en la Diabetes Tipo 2

Muerte Cardiovascular

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Incidencia de complicaciones a los 7 años (%)

Infarto de miocardio

ACV

No diabéticos

Diabetes tipo 2

-IM +IM -IM +IM -IM +IM

Haffner SM et al. N Engl J Med 1998;339:229-234.

- IM = Sin infarto de miocardio previo + MI = Con infarto de miocardio previo

-IM +IM -IM +IM -IM+IM

Diabetes Diabetes

Disfunción Endotelial

Disfunción Endotelial

? ?

-. Inhibición de las relajaciones dependientes de endotelio

-. Inhibición de las relajaciones dependientes de endotelio

-. Aumento de la permeabilidad vascular

-. Aumento de la permeabilidad vascular

Hiperglucemia

Mitocondria

O2-

PKC

NADPH oxidasa SONe

O2-

ON Peroxinitrito

Nitrotirosina

Disfunción endotelial

DNA dañado PARP

↑ Via polioles

Glutation

↑ DAG AGE

-

I

H+

III

H+

IV

H+

II

H+ H+

NAD+ NADH FADH2

FAD

H2O

O2

ATP

sintasa UCP

ADP+Pi ATP

e-

e- Q-

e- e-

cit c

O2 O2-

Formación de radicales libres

Brownlee M. Nature 2001; 414: 813-820

Hb!Hb! CH! CH!

CH! CH!

OH!OH!

N!N! R!

R!

Base de Schiff!Base de Schiff!

Hb!-NH!2!Hb!-NH!2! +!+!

C!

C!

C!

C! OH!OH!H!

R!

H!

R!

H! O!H! O!

Hemoglobina!Hemoglobina!

Glucosa!Glucosa!

NH! R!NH! R!Hb! CH!2! !C!

Hb! CH!2! !C!

O!O!

Producto de Amadori!Producto de Amadori!

Productos Intermedios! !

de la Glicosilación!

Productos Intermedios! !

de la Glicosilación!

-!O!2!-!O!2!

-!O!2!-!O!2!

! !

Generación de anión superoxido por! !la hemoglobina glicada!

!

!

- refleja el control glucémico!- circula libre en plasma (nM)!- penetra en la pared vascular!- tiene una vida biológica larga!

Endotelio

ACh

HbHG NO NO

HbHG HbHG

O2-!eNOS

(+)

O2-!

Membrana basal!

M ú s c u l o l i s o vascular!

RELAJACIÓN!

L. Rodriguez-Mañas y cols., Circulation 1993!J. Angulo y cols., Hypertension 1996!S. Vallejo y cols., Diabetologia 2000!

Ratas SD!(4 meses)"

Grupo Control!(grupo 1)!

Inducción de la diabetes mediante inyección con STZ (60 mg/Kg).!

Ratas diabéticas!( glucemia > 200 mg/dl)!

1s 2s 3s 6s 7s 9s!

Tratamiento con insulina!

Tiempo de evolución!de la diabetes (semanas).!

(grupo 2)! (grupo 3)! (grupo 4)! (grupo 5)! (grupo 6)! (grupo 7)!

Glucemia HbA1c

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

10

20

30

40

0

2

4

6 8

10

12

14

Tiempo (semanas)

Glu

cem

ia (

mm

ol/L

)

Hb

A1c

(%

)

* * * * *

*

* *

Tratamiento con insulina

Rodríguez-Mañas y cols. Diabetologia, 2003; 46: 556-566

Perfil Metabólico Disfunción Endotelial!

Glucemia HbA1c AGEs! No!

No!

Si!

Si!

Si!

No!

Glucemia HbA1c AGEs!

Glucemia HbA1c AGEs!

Glucemia HbA1c AGEs!

Glucemia HbA1c AGEs!

Glucemia HbA1c AGEs!Rodríguez-Mañas y cols. Diabetologia, 2003; 46: 556-566

Valores de pD2 para ACh en microvasos mesentéricos. Efecto de la preincubación con SOD.!

Perfil metabólico Control SOD (100 U/ml)!

Gluc HbA1c AGEs !7.75 ± 0.14! (35)!

7.65 ± 0.19! (10)!

Gluc HbA1c AGEs ! 7.76 ± 0.14! (10)!

7.65 ± 0.09! (7)!

Gluc HbA1c AGEs ! 6.59 ± 0.13 *! (9) !

7.08 ± 0.09 *†! (8)!

Gluc HbA1c AGEs ! 6.27 ± 0.11 *! (22)!

7.21 ± 0.04 *†! (12)!

Gluc HbA1c AGEs ! 6.44 ± 0.17 *! (7) !

7.14 ± 0.14 *†! (7) !

Gluc HbA1c AGEs ! 7.70 ± 0.15! (12) !

7.68 ± 0.14! (9)!

Los resultados se expresan como la media ± ES. Entre paréntesis se indica el número de segmentos vasculares. Utilizados. * p<0.05 respecto al valor obtenido de ratas no diabéticas. † p<0.05 frente al valor de su correspondiente control.!

SONe

Ach

ON

Relajación

HbHG

HbHG O2-

x

Célula endotelial

Membrana basal

Célula muscular lisa

Estudios en pacientes.

• Evaluar si existen diferencias en las respuestas vasoactivas entre

sujetos sanos y sujetos con DM tipo 1.

• Evaluar si la intensidad del deterioro se relaciona con el grado de

control metabólico.

• Evaluar el efecto del ión superóxido en las respuestas

vasodilatadoras endotelio-dependientes.

Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143

Infusión de metacolina

Mch

SON L-arg

ON +

GTP

GMPc

GC +

ENDOTELIO

MUSCULO LISO

Metacolina (nmol/min)

% c

am

bio

de

l ra

tio

ba

sa

l

HbA1c ≥7.5% (n= 12)

HbA1c <7.5% (n= 12)

Control (n= 14)

0

0 20 40 60

200

400

600

*

*

*: p< 0.05 respecto a los sujetos control y los diabéticos con buen control para cada dosis

Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143

Infusión de metacolina + SOD

Mch

SON L-arg

ON +

GTP

GMPc

GC +

ENDOTELIO

MUSCULO LISO

ON O2-

O2-

O2-

x

Metacolina (nmol/min)

% c

am

bio

de

l ra

tio

ba

sa

l Metacolina (n= 12)

Metacolina + SOD (n= 12)

Control (n= 14)

Grupo HbA1c ≥ 7,5%

0

0 20 40 60

200

400

600

** *

*: p< 0.05 respecto a metacolina + SOD; **: p< 0.05 respecto al grupo control

Infusión de metacolina + SOD

Metacolina (nmol/min)

% c

am

bio

de

l ra

tio

ba

sa

l

Metacolina + SOD (n= 14)

Metacolina (n= 14)

0

0 20 40 60

200

400

600

0 20 40 60

Metacolina + SOD (n= 12)

Metacolina (n= 12)

Grupo control Grupo HbA1c < 7,5%

0!

200!

400!

600!

800!

MCh (µgr/min)!

% c

amb

io c

/nc!

10!3!1!

Sanos!Diabetes (HbA1c > 7.5)!Diabetes (HbA1c > 7.5 +TTO)!Diabetes (HbA1c > 7.5 +TTO+SOD)!

Diabetes tipo I

*

Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143

GTP

GMPc

GC + ON

MUSCULO LISO

O2-

O2-

O2-

x

Diabetes (mal control glucémico)

Mejoría de control glucémico

Mch

SON L-arg

ON +

LNMMA

-

ENDOTELIO

ON

Rodríguez-Mañas y cols. J Hypertension, 2003; 21: 1137-1143

Productos de Amadori inducen

la producción y actividad de distintos

marcadores pro-inflamatorios .

Actividad NOS

(Nox. µmol/L)

Actividad COX

(Units/mL) Efector

None

NHb

HHb

HHb+ L-NAME

HHb+ NS-398

BSA

gBSA

CKm

3.98±2.0 4.88±2.9

4.01±1.8 3.78±0.9

15.30±2.5* 22.25±10.3*

3.72±0.3** N.D.

N.D. 8.23±2.1**

4.2±0.3 4.5±1.2

12.39±4.2 13.41±3.2*

11.30±2.9* 28.30±2.8*

IL-6

(pg/mL) Efector

None

NHb

HHb

Glucosa

[22 mM]

1.83±0.2 55.00±5.5 4.30±3.2

1.10±1.8 57.10±4.0 4.40±0.6

4.98±2.6* 118.00±15.1* 12.50±3.1*

4.76±0.6* 120.20±14.8* 7.76±3.1*

TNF-α

(pg/mL)

IL-1β

(pg/mL)

A

B

N.D., No Determinado

CKm: TNF-α + IL-1β

Enzimas

pro-inflamatorias

citocinas

pro-inflamatorias

HPMC

Nevado y cols., Br. J. Pharmacol 2005

Detección de NF-kB por inmunofluorescencia!

TNFα"B!

HbG! TNFα!

Hb!

Peiró y cols. Br J Pharmacol 2003; 140: 681-690

CORAJE…… ESTAMOS ACABANDO !!!

¿PUEDEN INTERACTUAR ESTOS

FACTORES?

ENVEJECIMIENTO

Membrana Basal!!

!

!

!

MLV"

BK

L-arg

NO NO

Receptor

O2-!eNOS

O2-!

O2-! iNOS! O2-!

(+)

PGI2!

O2-!NO!x

TXA2/PGH2

O2-!

O2-!

HAY UN DETERIORO DE LAS RESPUESTAS ENDOTELIO-DEPENDIENTES A BK ASOCIADAS A LA EDAD

K+ !35 mM

-8 -7,5 -7 -6,5 -6 -5,5 0

20

40

60

80

100

< 65 yrs

> 65 yrs

BK (Log M)

CO

NT

RA

CC

ION (

%)

DIABETES

HAY UN DETERIORO DE LAS RESPUESTAS ENDOTELIO-DEPENDIENTES A ACh ASOCIADA A LA DIABETES

Membrana!Basal!Endotelial

ACh

HbHG NO NO

HbHG HbHG

O2-!eNOS

(+)

O2-!MLV!

RELAJACION!

-9" -8" -7" -6" -5"0"

20"

40"

60"

80"

100"

ACh (logM)"

*

DIABETIC

CONTROLS

ENVEJECIMIENTO HIPERTENSIÓN DIABETES

Empeoramiento de la vasodilatación endotelio-

dependiente + + +

Empeoramiento de la vasodilatación no endotelio-

dependiente - - +

Biodisponibilidad del NO + + +

Prostaciclina + + + Vasoconstrictores derivados de

COX + + +

Estrés oxidativo + + +

Inflamación + + +

Rigidez arterial + + ± Expresión, síntesis y niveles

plasmáticos de ET-1 + + +

ANGII-ACE + + + Actividad procuagulante

endotelial + + +

AGE + + +

Cambios estructurales de la pared vascular asociados al envejecimiento!

Endotelio"

A P - 1

NF-kB!

NF-kB!

?!

O 2 - TNF-α/Il-1b/Il-6

TXA2/PGH2 NO NO O2-!

Peroxinitritos

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

O2-!

iNOS!COX-2 -

Músculo liso!vascular"

¿+ Diabetes?

ENVEJECIMIENTO

El envejecimiento es el principal factor de riesgo

cardiovascular

La edad media de los pacientes con insuficiencia cardiaca se aproxima a los 80 años, además 3 de cada 4 pacientes con ictus es mayor de 65 años y más

del 50% de la cardiopatía isquémica se centra en los mayores de 65 años.

El Riesgo Relativo de enfermedad cardiovascular en presencia de FRCV en el anciano es mucho menor que en el adulto.

HIPERTENSIÓN DIABETES

K+ -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5

adult aged aged + CVD

log M [BK]

p < 0.001

0

20

40

60

80

100 adult aged aged + HT + DM

%C

on

tra

cti

on

p < 0.01

K+ -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5

Human mesenteric microvessels

0

20

40

60

80

100 adult aged aged + HT

%C

on

tra

cti

on

aged aged + DM p < 0.1

adult

0

1

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4 4.5

5

21 32 42 44 46 72 79 0 5

10 15 20 25 30 35 40 45 50

22 32 39 41 42 51 61 62 72 77 79 yrs. yrs.

NO

x (µ

M)

0 5000

10000 15000 20000 25000

32 39 42 44 56 62 72 79

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

23 27 32 44 72 79

años. años.

RL

Us

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

27 32 42 46 60 72 77

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

32 49 60 72 77 79 42 años. años.

RL

Us

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

22 32 39 42 46 55 60 72 77 79

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

32 39 42 72 79

Actividad del promotor iNOS estimulado por HHb

años. años.

RL

Us

Vec

es d

e in

du

cció

n b

asa

l V

eces

de

ind

ucc

ión

vs

basa

l

Vec

es d

e in

du

cció

n

vs

basa

l V

eces

de

ind

ucc

ión

vs

basa

l

Actividad del promotor iNOS según la edad

Actividad NOx estimulado por HHb

Actividad NOx según la edad

Actividad del promotor COX-2 estimulado por HHb

Actividad del promotor COX-2 según la edad Actividad NF-kB estimulado por HHb

Actividad NF-kB según la edad

Rodríguez-Mañas y cols., Br J Pharmacol, 2006

5,5mM DG 22mM DG

22mM DG+IL-1β IL-1β

Inmunolocalización de iNOS

TRAT 18h

Lafuente N et al. J Hypertension, 2009

DISFUNCION ENDOTELIAL ENFERMEDAD VASCULAR

HTA DISLIPEMIA

MECANISMOS

DIFERENTES/EDAD DEPENDIENTES

COMPLEMENTARIOS

ATEROGENESIS

ENFERMEDAD VASCULAR

MORBIMORTALIDAD CARDIOVASCULAR

DIABETES ENVEJECIMIENTO

ENVEJECIMIENTO

DIABETES

“Be afraid of the old age, because it usually does not come alone.”

Plato; 347 BC- 427 BC

Ageing is the main cardiovascular risk

factor

Pathogenic mechanisms leading from diabetes to vascular disease are different in old people. 25% of old people have diabetes.

CARDIOVASCULAR

DISEASE

DEATH

FRAILTY

AND DISABILITY

Arterial Aging. Is It an Immutable Cardiovascular Risk Factor?

Samer S. Najjar, Angelo Scuteri, Edward G. Lakatta

Hypertension. 2005;46:454-462

... Therefore, the notion that aging is a chronological process and that its risky components

cannot be modulated is no longer tenable. It is our hope that a greater appreciation of the links

between arterial aging and cardiovascular diseases will stimulate further investigation into

strategies aimed at preventing or retarding arterial aging.

Nombre de los autores de la conferencia

Departamento de Farmacología y Terapéutica Universidad Autónoma de Madrid

Carlos F. Sánchez Ferrer

Concepción Peiró Nuria Lafuente Nuria Matesanz

Verónica Azcutia Elena Cercas

Sº de Geriatría y Unidad de Investigación Hospital Universitario de Getafe

Leocadio Rodríguez Mañas

Mariam El-Assar de la Fuente Pedro López-Dóriga

Susana Vallejo Roberto Petidier Julián Nevado

Joaquín Solís Jiménez Manuel Montes Lluch

Marta Castro Rodríguez Cristina Alonso Bouzón

Carolina Rodríguez Sánchez Alberto Sánchez Ferrer

¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!!