Resúmenes de los trabajos académicos de nuestros becados
2015/5/15
Respuesta defectuosa de las arterias perforantes a la hipercapnia en la hiperglicemia crónica
Ximena-Sayuri Oizumi
Division of Internal and Geriatric Medicine
Kobe University Graduate School of Medicine
La Diabetes Mellitus implica complicaciones vasculares de largo plazo y la hiperglicemia se reconoce como la causa principal en la patogenia de estas vasculopatías diabéticas. En el cerebro, la diabetes aumenta los riesgos de enfermedades cerebrovasculares grandes y pequeñas y hace a los pacientes demostrablemente más susceptibles a la isquemia cerebral (1). Se ha demostrado que la hiperglicemia aumenta el déficit neurológico en modelos hipóxico-isquémico-lesión y es posible que las diferencias en la regulación del flujo de sangre cerebral (FSC) pudieran ser responsables de esta susceptibilidad (2).
La hipercapnia es un dilatador potente de los vasos sanguíneos cerebrales, pero los efectos de la hipercapnia en el FSC y reactividad cerebrovascular durante la diabetes son todavía inconsistentes. En estudios humanos las respuestas vasculares deterioradas a la hipercapnia se han publicado (3-5), mientras que en experimentos animales, se ha encontrado quela respuesta de FSC a la hipercapnia de las arteriolas corticales es comparable a la de los animales normales (6-10).
Las arterias perforantes sonterminaciones finales que emergen directo de las arterias cerebrales principales y particularmente importantes, porque estas arterias suministran sangre a las estructuras del cerebro, por ejemplo ganglios basales, tálamo e hipocampo, los cuales con frecuencia se deterioran durante la diabetes (11).
El patrón de ramificación distintivo y una presión intramural más alta de las arterias perforantes pueden sugerir que existe una regulación diferenciada comparada con la reactividad vascular de las arteriolas piales.
Sin embargo, a nuestro conocimiento, no hay ningún informe sobre la respuesta vascular de las arteriolas perforantes hecho in vivo. En este estudio, utilizamos una técnica nueva de microangiografía desarrollada recientemente que nos ayuda a investigar la respuesta vascular a la hipercapnia de las arterias perforantes en ratas.
Por lo tanto, la meta del estudio presentado aquí es identificar los efectos de hiperglicemia crónica en la respuesta vascular inducida por hipercapnia (vasodilatación dependiente del endotelio) y respuestas vasculares a un agente donante de óxido nítrico (NO) (vasodilatación independiente del endotelio) de las arterias perforantesy de arterias cerebrales mayores.
Todos los procedimientos experimentales siguieron las normas para la experimentación con animales de la Universidad de Kobe. Se utilizaron ratas del tipo Wistar-Kyoto y Goto Kakizaki. En orden de investigar los efectos de la hipercapnia en la respuesta cerebral vascular, el experimento se dividió en dos grupos. El primer grupo se conformó por un grupo control de ratas Wistar y el segundo por ratas genéticamente modificadas, ratas GK. Para el reto hipercápnico, los animales inhalaron una mezcla de dióxido de carbono al 12 % con aire por 5 minutos. Luego se les permitió un periodo de recuperación de 15 minutos. Para investigar la vasodilatación independiente del endotelio se aplicó sodio nitroprusiato por vía endovenosa.
Las imágenes microangiográficas del cerebro de las ratas se realizaron en el complejo de tercer nivel de radiación sincrotrónica (SPring-8), localizado en Hyogo, Japón.
Encontramos que existe una vasodilatación significativa en las arterias perforantes de las ratas normales tipo Wistar luego de la hipercapnia, con un diámetro máximo de aproximadamente 140% de la línea de base. La hiperglicemia crónica deterioró la vasodilatación de las arterias perforantes en ratas diabéticas GK. El SNP (nitroprusiato del sodio) causó una vasodilatación similar de las arterias perforantes de las ratas control Wistar y las GK, indicándonos que la vasodilatación dependiente del endotelio de las arterias perforantes se puede deteriorar específicamente durante la hiperglicemia crónica.
La posible respuesta defectuosa de la vasodilatación dependiente del endotelio en las arterias perforantes durante lahiperglicemia crónica puede causar una capacidad vascular disminuida de las arterias perforantes, dando por resultado accidentes isquémicosy enfermedades cerebrovasculares en la diabetes.
Se requieren más estudios para conocer el mecanismo celular del impacto de la hiperglicemia en la reactividad cerebrovascular.
Division of Internal and Geriatric Medicine
Kobe University Graduate School of Medicine
La Diabetes Mellitus implica complicaciones vasculares de largo plazo y la hiperglicemia se reconoce como la causa principal en la patogenia de estas vasculopatías diabéticas. En el cerebro, la diabetes aumenta los riesgos de enfermedades cerebrovasculares grandes y pequeñas y hace a los pacientes demostrablemente más susceptibles a la isquemia cerebral (1). Se ha demostrado que la hiperglicemia aumenta el déficit neurológico en modelos hipóxico-isquémico-lesión y es posible que las diferencias en la regulación del flujo de sangre cerebral (FSC) pudieran ser responsables de esta susceptibilidad (2).
La hipercapnia es un dilatador potente de los vasos sanguíneos cerebrales, pero los efectos de la hipercapnia en el FSC y reactividad cerebrovascular durante la diabetes son todavía inconsistentes. En estudios humanos las respuestas vasculares deterioradas a la hipercapnia se han publicado (3-5), mientras que en experimentos animales, se ha encontrado quela respuesta de FSC a la hipercapnia de las arteriolas corticales es comparable a la de los animales normales (6-10).
Las arterias perforantes sonterminaciones finales que emergen directo de las arterias cerebrales principales y particularmente importantes, porque estas arterias suministran sangre a las estructuras del cerebro, por ejemplo ganglios basales, tálamo e hipocampo, los cuales con frecuencia se deterioran durante la diabetes (11).
El patrón de ramificación distintivo y una presión intramural más alta de las arterias perforantes pueden sugerir que existe una regulación diferenciada comparada con la reactividad vascular de las arteriolas piales.
Sin embargo, a nuestro conocimiento, no hay ningún informe sobre la respuesta vascular de las arteriolas perforantes hecho in vivo. En este estudio, utilizamos una técnica nueva de microangiografía desarrollada recientemente que nos ayuda a investigar la respuesta vascular a la hipercapnia de las arterias perforantes en ratas.
Por lo tanto, la meta del estudio presentado aquí es identificar los efectos de hiperglicemia crónica en la respuesta vascular inducida por hipercapnia (vasodilatación dependiente del endotelio) y respuestas vasculares a un agente donante de óxido nítrico (NO) (vasodilatación independiente del endotelio) de las arterias perforantesy de arterias cerebrales mayores.
Todos los procedimientos experimentales siguieron las normas para la experimentación con animales de la Universidad de Kobe. Se utilizaron ratas del tipo Wistar-Kyoto y Goto Kakizaki. En orden de investigar los efectos de la hipercapnia en la respuesta cerebral vascular, el experimento se dividió en dos grupos. El primer grupo se conformó por un grupo control de ratas Wistar y el segundo por ratas genéticamente modificadas, ratas GK. Para el reto hipercápnico, los animales inhalaron una mezcla de dióxido de carbono al 12 % con aire por 5 minutos. Luego se les permitió un periodo de recuperación de 15 minutos. Para investigar la vasodilatación independiente del endotelio se aplicó sodio nitroprusiato por vía endovenosa.
Las imágenes microangiográficas del cerebro de las ratas se realizaron en el complejo de tercer nivel de radiación sincrotrónica (SPring-8), localizado en Hyogo, Japón.
Encontramos que existe una vasodilatación significativa en las arterias perforantes de las ratas normales tipo Wistar luego de la hipercapnia, con un diámetro máximo de aproximadamente 140% de la línea de base. La hiperglicemia crónica deterioró la vasodilatación de las arterias perforantes en ratas diabéticas GK. El SNP (nitroprusiato del sodio) causó una vasodilatación similar de las arterias perforantes de las ratas control Wistar y las GK, indicándonos que la vasodilatación dependiente del endotelio de las arterias perforantes se puede deteriorar específicamente durante la hiperglicemia crónica.
La posible respuesta defectuosa de la vasodilatación dependiente del endotelio en las arterias perforantes durante lahiperglicemia crónica puede causar una capacidad vascular disminuida de las arterias perforantes, dando por resultado accidentes isquémicosy enfermedades cerebrovasculares en la diabetes.
Se requieren más estudios para conocer el mecanismo celular del impacto de la hiperglicemia en la reactividad cerebrovascular.
- Karapanayiotides T, Piechowski-Jozwiak B, van Melle G, Bogousslavsky J, Devuyst G. 2004. Stroke patterns, etiology, and prognosis in patients with diabetes mellitus. Neurology 11; 62(9): 1558-62.
- LeBlanc MH, Huang M, Vig V, Patel D, Smith EE. 1993. Glucose affects the severity of hypoxic-ischemic brain injury in newborn pigs. Stroke 24(7): 1055-62.
- Dandona P, James IM, Newbury PA, Woollard ML, Beckett AG. 1978. Cerebral blood flow in diabetes mellitus: evidence of abnormal cerebrovascular reactivity. BrMed J. 2(6133): 325-6.
- Griffith DN, Saimbi S, Lewis C, Tolfree S, Betteridge DJ. 1987. Abnormal cerebrovascular carbon dioxide reactivity in people with diabetes. Diabet Med., 4(3):217-220.
- Kadoi Y, Hinohara H, Kunimoto F, Saito S, Ide M, Hiraoka H, Kawahara F, Goto F. 2003. Diabetic patients have an impaired cerebral vasodilatory response to hypercapnia under propofol anesthesia. Stroke 34: 2399-2403.
- Simpson RE, Phillis JW, Buchannan J. 1990. A comparison of cerebral blood flow during basal, hypotensive, hypoxic and hypercapnic conditions between normal and streptozotocin diabetic rats. Brain Research, 531: 136-142.