Oxido nítrico y propofol

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Oxido nítrico y propofol Xin-sheng MD Deng Victoria J. Simpson MD, Ph.D. y Richard A. Deitrich Ph.D. Departamento de Farmacología de la Universidad de Ciencias de la Salud Centro de Colorado, Denver, Colorado, EE.UU. 80262 Resumen Propofol, un anestésico intravenoso, es similar en estructura química que el núcleo activo de sustancias antioxidantes como el alfa-tocoferol (vitamina E), butilhidroxitolueno y el ácido acetilsalicílico (aspirina). Estudios recientes han demostrado que algunos efectos del propofol puede estar en sus propiedades antioxidantes y la probable implicación del óxido nítrico. En esta revisión se centra en la relación entre el óxido nítrico y el propofol. Hay una implicación que el óxido nítrico es responsable de las respuestas hemodinámicas de propofol. El efecto antioxidante de propofol también puede extender su aplicación de anestesia. Introducción El propofol es un anestésico de acción rápida agente intravenoso que ha ganado una amplia aceptación para la anestesia y sedación. La recuperación rápida y completa perfil asociado con ventajas ofrece frente a otros anestésicos propofol agentes inyectables (1,2). La administración de propofol produce pronunciada respuestas hemodinámicas, en particular la disminución de la presión arterial (3-11). Los informes publicados no están de acuerdo en cuanto al mecanismo de la hipotensión mediada por propofol, pero algunos investigadores han atribuido

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Oxido nítrico y propofol

 

Xin-sheng MD Deng Victoria J. Simpson MD, Ph.D. y Richard A. Deitrich Ph.D.

Departamento de Farmacología de la Universidad de Ciencias de la Salud Centro de Colorado, Denver, Colorado, EE.UU. 80262

 

Resumen

Propofol, un anestésico intravenoso, es similar en estructura química que el núcleo activo de sustancias antioxidantes como el alfa-tocoferol (vitamina E), butilhidroxitolueno y el ácido acetilsalicílico (aspirina). Estudios recientes han demostrado que algunos efectos del propofol puede estar en sus propiedades antioxidantes y la probable implicación del óxido nítrico. En esta revisión se centra en la relación entre el óxido nítrico y el propofol. Hay una implicación que el óxido nítrico es responsable de las respuestas hemodinámicas de propofol. El efecto antioxidante de propofol también puede extender su aplicación de anestesia.

Introducción

El propofol es un anestésico de acción rápida agente intravenoso que ha ganado una amplia aceptación para la anestesia y sedación. La recuperación rápida y completa perfil asociado con ventajas ofrece frente a otros anestésicos propofol agentes inyectables (1,2). La administración de propofol produce pronunciada respuestas hemodinámicas, en particular la disminución de la presión arterial (3-11). Los informes publicados no están de acuerdo en cuanto al mecanismo de la hipotensión mediada por propofol, pero algunos investigadores han atribuido disminución significativa de la resistencia vascular sistémica al buque de propiedad de dilatación sanguínea de propofol a (12,13) con la probable implicación de relajación derivado del endotelio factor (óxido nítrico) (14). Lo más importante, el propofol se ha encontrado para tener la capacidad antioxidante debido a su similitud estructural con-tocoferol (15-43), que está fuertemente relacionado con los radicales libres. En este punto de propofol no sólo es un agente anestésico, sino también un antioxidante de drogas. En esta revisión, nos hemos centrado en literatura publicada sobre la liberación de óxido nítrico radical y su reacción oxidativa con propofol.

Formación, la descomposición y la reactividad del óxido nítrico

El óxido nítrico (NO) es un gas inorgánico sintetizado por la enzima óxido nítrico sintetasa (NOS) en el que aminoácido L-arginina se oxida a NO y la misma cantidad de L-citrulina (44-46). Tres isoformas de NOS se han

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identificado: NOS neuronal (nNOS), NOS endotelial (eNOS) y la iNOS (47). Los dos primeros se expresan constitutivamente isoenzimas (NOS constitutiva) y tienen funciones fisiológicas, el último suele estar presente hasta después de la inducción por estímulos inflamatorios.

Figura Uno: la formación de óxido nítrico, la descomposición, el transporte y la reacción.

Los genes que codifican la eNOS, nNOS e iNOS se han clonado y secuenciado (47-49). Estas isoenzimas son diferentes y situados en diferentes cromosomas (7, 12 y 17, respectivamente). Son estructuralmente relacionada con el p-450 supergénica familia citocromo y consisten en una única cadena polipeptídica que contiene L-arginina, hemo y calmodulina sitios de unión, así como una NADPH diaforasa completa. Requerido co-factores incluyen el oxígeno, NADPH, calcio (NOS constitutiva) y tetrahidrobiopterina (50, 51).

NOS neuronal (nNOS) se distribuye principalmente en el sistema nervioso. NO a partir de nNOS funciona como un neurotransmisor (52-58) en la potenciación a largo plazo (59), la secreción de gonadotropinas (60-64), el comportamiento sexual (65-69), regula las conductas emocionales (70, 71) y la salida a la autonómica sistema cardiovascular (72,73). nNOS también está presente en el riñón (74), el músculo esquelético (75-77) y el miocardio (78), así como los islotes pancreáticos (79, 80).

NOS endotelial es predominantemente presentes en el endotelio de los vasos sanguíneos. NO liberado del endotelio se encuentra como factor relajante derivado del endotelio-, o EDRF, que modula el tono vascular y tiene capacidad para el cambio en el flujo sanguíneo (81-84). NOS endotelial también está presente en algunas células del sistema inmune (85, 86). En consecuencia, "golpe de gracia eNOS" los ratones son habitualmente hipertensos (87-93).

NOS inducible se expresa en los tejidos del sistema inmune (macrófagos, leucocitos y otras células fagocíticas) en la estimulación con citocinas y / o endotoxina (94-96), el músculo liso vascular (94, 97), el endotelio (97, 98), riñón (mesangio, túbulos) (99.100) y otros sitios (páncreas, el hígado, los enterocitos, vía aérea, los neumocitos) (101-113). NO de iNOS está presente en una gran cantidad. Ejerce, citotóxicos efectos antimicrobianos y inmunorregulación (la producción de citoquinas, apoptosis y señalización) en el sistema inmunológico.

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Por lo tanto, NOS inducible ratones knock-out presentan pérdida de la función inmune e hipotensión leve (113-121).

NO funciones por difusión para matar bacterias y otros patógenos microbianos (122-124), o tal actúa en los niveles de enzimas guanilato ciclasa y aumentar guanosina monofosfato cíclico (GMPc) producción (125-129). En comparación con los receptores de neurotransmisores o relacionadas, y guanilato ciclasa guanilato (130.131), la enzima del receptor NO parece más bien mediocres. Se compone de dos subunidades diferentes, pero sólo dos isoformas se ha demostrado que existen a nivel de proteínas: la isoforma 11, que se expresa ampliamente, y la isoforma 21 presente en la placenta humana (132-134). receptor de varios sistemas, incluyendo el N-metil-D-aspartato (NMDA) (135, 136), muscarínicos (137, 138) y el ácido gamma-aminobutírico (GABA-) receptores (139, 140) y A2-adrenérgicos (141) , se ha demostrado que median sus acciones a través de la vía GMPc-NO.

NO es una especie lábil con una vida media de sólo unos pocos segundos en los sistemas biológicos. Se degrada rápidamente a NO2-(nitritos). El nitrito es inestable y se convierte después en el producto final NO3-(nitrato). Putativos metabolitos intermedios incluyen una gama de alto peso molecular y baja tioles - nitrosoglutathione, nitrosoalbumin, S-nitrosohaemoglobin (142). Esto no sólo es un mecanismo para el barrido NO, pero también sirve para el transporte de NO y es la base molecular de los efectos biológicos en su propio derecho. En presencia de O2, NO reacciona con O2 para formar ONOO-(peroxinitrito) y otros radicales NO también. La sobreproducción de NO puede llevar a la citotoxicidad. NO se oxida rápidamente grupos sulfhidrilo y tioéteres en péptidos, proteínas y lípidos (143). Además, no se hidroxila nitratos y compuestos aromáticos, incluyendo guanosina (daño en el ADN) (144), el benceno (145, 146)), la tirosina (147), (148), 4-hidroxifenilacético ácido triptófano (149), y-tocoferol (150). Estos efectos nocivos de peroxinitrito puede alterar los procesos de señalización de células (Fig. 1).

Fórmulas estructurales de propofol, alfa tocoferol, butilhidroxitolueno y ácido acetilsalicílico. Hay un subsitituent hidroxilo y un grupo de benceno en los cuatro compuestos.

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El propofol y su relevancia clínica sin

El propofol (2,6-diisopropylphenol) es un anestésico intravenoso que se usa ampliamente para tanto la inducción y el mantenimiento de la anestesia general. La farmacocinética del propofol es mejor descrito por un modelo de tres compartimentos: el compartimento central, el compartimento periférico poco profundo y el compartimento periférico profundo. De mayor importancia es la remoción rápida de propofol (rápida y completa recuperación), que es aproximadamente diez veces más rápido que el de tiopental. Esto hizo que la mejor controlables propofol por vía intravenosa hipnótico desde el punto de vista farmacocinético (1,2, 151) Sus aplicaciones clínicas incluyen la anestesia ambulatoria, seguimiento de anestesia, neuroanestesia, anestesia cardiaca, anestesia pediátrica y la sedación en la unidad de cuidados intensivos (2).

El uso de propofol para la inducción de la anestesia provoca disminución de la presión arterial y la resistencia vascular sistémica. Presión arterial sistólica (PAS) se redujo después del inicio de la inducción, la presión diastólica (PAD) se reduce a los 60 s después del inicio de la inducción y disminuye aún más se ven hasta 210 s después de la inducción (6). El mecanismo exacto (s) de la

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hipotensión inducida por propofol no se conoce. Muchos estudios han atribuido las respuestas hipotensor a la disminución de la resistencia periférica. Esto se puede prevenir mediante la carga de volumen efectivo (152), pero no puede ser atenuada por la administración de una precarga de líquido (10). La inducción de la anestesia con una combinación de benzodiazepinas opioide seguido de una infusión de mantenimiento de propofol, complementada con un agente inhalatorio o analgésico opioide o ambos, que parece controlar la presión arterial y (2). Algunos estudios sugieren que la hipotensión mediada por propofol se debe en parte a una inhibición del sistema nervioso simpático (153) y un deterioro del mecanismo de barorreflejo (154). Una reducción en las concentraciones de noradrenalina plasmática después de propofol se ha demostrado también (155). Recientemente, la posible implicación del factor relajante derivado del endotelio-óxido nítrico o se propuso en el inicio rápido de la vasodilatación producida por propofol (14). Se informó que la liberación de óxido nítrico propofol estimulado desde los cultivos de células porcinas endotelio aórtico y un inhibidor de la NO bloqueado los efectos del propofol (156). En un estudio diferente, propofol mostró un efecto de contracción en aortas aisladas de ratas espontáneamente hipertensas en el presente de un inhibidor de óxido nítrico (157). Sin embargo, otro estudio examinó los efectos del propofol sobre la rata de la arteria pulmonar y aórtica anillos y demostró una marcada relajación, que fue independiente del endotelio (158). Además, el mismo efecto se observó en arterias mesentéricas aisladas de humanos (159). Otros estudios sobre el mecanismo responsable de la reducción de la resistencia vascular sistémica e hipotensión de propofol se necesitan.

Actividad antioxidante de propofol

Los radicales libres se cree que contribuyen las lesiones de los tejidos asociados con muchos procesos patológicos como la isquemia, anoxia tisular, procesos inflamatorios, infecciones, carcinogénesis, los trastornos neurodegenerativos y la diabetes (160-162). En estas enfermedades, los antioxidantes pueden proteger los tejidos por la formación de peróxidos lípidos inhibir o aumentar la actividad del sistema antioxidante glutatión, entre otros mecanismos (34, 163).

El propofol tiene una estructura (2,6. Diisopropylphenol) similar a la de los antioxidantes más conocidos (Fig. 2), como el tocoferol (vitamina E), ácido acetilsalicílico y butilhidroxitolueno (16, 17, 34, 164).

La capacidad de propofol para inhibir la formación de peróxidos lípidos se ha encontrado en varios medios de comunicación en la que los radicales libres se producen, por ejemplo, el hígado y el cerebro microsomas en la rata (16), las mitocondrias de hígado en la rata (18, 23), y químicas medios enriquecidos en ácido araquidónico o en ácido linoleico (17, 25). Uso de los tejidos normales de rata (36) y en un modelo in vitro de la anoxia cerebral en la rata, se comprobó que el efecto antioxidante de propofol se manifiesta no sólo como una inhibición de la peroxidación de lípidos, sino también como una disminución en el consumo de tejidos de glutatión ( 34).

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Estudios en animales han demostrado que el propofol, en efecto, reduce la formación de peróxidos lípidos (16, 18, 23, 34, 36). En los seres humanos, no hubo ningún efecto sobre los lípidos plasmáticos en los niveles de peróxido de los pacientes que recibieron propofol (22). Sin embargo, otros mostraron un incremento en la capacidad antioxidante del plasma en pacientes anestesiados con propofol (31, 33). Los niveles más altos de peróxidos se producen en las membranas celulares, en lugar de en el plasma, y la vía antioxidante glutatión es un antioxidante intracelular sistema importante. En un grupo de pacientes quirúrgicos que se les administró anestesia con propofol, propofol mostró efectos antioxidantes como lo demuestra la inhibición de la peroxidasa de la producción de lípidos en la membrana de plaquetas y cambios en el sistema antioxidante glutatión (42). En otros experimentos, propofol mayor de glóbulos rojos capacidad antioxidante en los cerdos y los seres humanos (32).

El propofol, al igual que otros basados en compuestos antioxidantes, fenoles, también actúa directamente como un limpiador de radicales libres. Los estudios sobre el efecto de aminorar de propofol en la producción de radicales inhibiendo reveló que barre las especies preferentemente organoradical. En acuosa suspensión es más eficiente que butilado hidroxi-tolueno (BHT) como un radical libre carroñero de radicales en el bloqueo de la riboflavina y la formación de malondialdehído productos de degradación generados a partir de lípidos hidroperóxidos de ácido araquidónico (20). En experimentos adicionales se comprobó, mediante resonancia de espín electrónico (ESR), que el propofol reaccionó con los radicales libres de oxígeno para formar peroxinitrito o phenoxyl radical (17, 165). Por otra parte, se demostró que emplean la espectrometría de masas, que el propofol puede reaccionar con el NO a la generación de nitro-propofol in vitro (formación de radicales phenoxyl) (166). Lo tanto, el propofol es un carroñero peroxinitrito. Debido a estas reacciones, el propofol tiene propiedades neuroprotectoras contra lesiones causadas por la isquemia / reoxigenación (34, 167-169). Además, el propofol previene y revierte la inhibición de la absorción de ácidos aminados de excitación en los astrocitos expuestos a-butil hidroperóxido de terc. La capacidad de propofol para defenderse de peróxido inducida por la inhibición del aclaramiento de glutamato puede prevenir el aumento patológico de glutamato extracelular en las sinapsis, y por lo tanto retrasar o prevenir la aparición de muerte neuronal excitotóxica (40, 170). Por otra parte, el propofol tuvo un efecto protector en las neuronas contra la lesión mecánica aguda (171). Un profármaco soluble en el agua de propofol protege de la muerte neuronal de daño oxidativo causado por el glutamato (43). Esto es consistente con la observación clínica de que el uso de propofol se asocia con la protección cerebral importante. La misma protección se obtuvo en el daño por reperfusión del corazón. Aislado y perfundido de rata Wistar corazones fueron sometidos a isquemia global ya sea caliente (Langendorff) o St. Thomas cardioplejía fría (el modo de trabajo del corazón) en presencia o ausencia de propofol. Se encontró que con la presencia de las lesiones del corazón propofol fueron significativamente menos, probablemente como resultado de la disminución de estrés oxidativo (172). En aislado, trabajando corazones de ratas sometidas a isquemia, seguida de reperfusión, se observó que el propofol disfunción mecánica atenuada, trastorno

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metabólico, y la peroxidación de lípidos durante la reperfusión (24, 173). Experimentos adicionales demostraron que in vivo, mejoran la disfunción propofol del miocardio, pero no del endotelio coronario resultante de isquemia breve y reperfusión. La protección puede estar relacionado, al menos en parte, a su capacidad de reducir la peroxidación de lípidos (174).

Sin embargo, las propiedades antioxidantes de propofol son diferentes dependiendo de la formulación de propofol. Propofol inhibió la quimioluminiscencia (CL, una medida del estrés oxidativo) producida por polimorfonucleares estimulados (PMN) leucocitos en función de la dosis (hasta 5 x 10 -5 M , una concentración clínicamente relevantes), mientras que Diprivan (la forma comercial de propofol) y Intralipid (IL, la solución de vehículo de FPP de Diprivan, composición: 1,2% fosfátidos de huevo, 2,25% de glicerol) no eran dependientes de los inhibidores de la dosis. El CL producida por las células endoteliales fue dosis-dependiente inhibida por Diprivan y FPP, y débilmente por la IL (no dependiente de la dosis). En la celda sistemas libres, dependientes de las inhibiciones de dosis se obtuvieron para los tres productos con un menor efecto de la IL. Diprivan protegidos eficazmente las células endoteliales sometidas a un estrés oxidativo, mientras que la IL no dio resultado. Por HPLC, se demostró que la PPF no se incorporó a las células. La droga por tanto, actuó al eliminar las especies de oxígeno activo liberado al medio extracelular. IL actuado de la misma manera, pero fue un poderoso antioxidante menos (38).

En conclusión, existe una implicación de que el propofol aumenta la producción de NO en el sistema vascular y que el NO es probablemente responsable de la hipertensión. La capacidad antioxidante del tesoro único y radical libre de propofol puede llevar a ampliar aún más su aplicación clínica actual en el futuro.

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