Los Mecanismos Metabólicos y Hemodinámicos que Intervienen en la Remodelación Atrófica

• AUTOR : Baskin K y Taegtmeyer H
• TITULO ORIGINAL : Taking Pressure off the Heart: The Ins and Outs of Atrophic Remodelling
• CITA : Cardiovascular Research 90(2):243-250, May 2011
• MICRO : Los autores se refieren a los factores metabólicos y hemodinámicos que modifican el curso del remodelado cardíaco.

Introducción

Los cardiomiocitos, al igual que el resto de las células, se renuevan de manera cíclica. Este conocimiento es relativamente nuevo. Las células madre contribuyen al reemplazo de los cardiomiocitos luego de la aparición de lesiones, pero no durante la renovación cíclica que tiene lugar ligada al envejecimiento normal.

La remodelación de los cardiomiocitos depende del retorno al programa genético fetal, que no se ve afectado por las alteraciones metabólicas ni por la hipertrofia o atrofia cardíaca. Por lo tanto, la pregunta es por qué el corazón se vuelve más pequeño y más potente en los pacientes con insuficiencia cardíaca. En este contexto, estos cambios son contraproducentes, ya que los músculos atrofiados poseen una menor fuerza contráctil.

En este trabajo, los autores explican los mecanismos de remodelado cardíaco en respuesta a la disminución de la carga.

El estrés metabólico como modulador de la estructura cardíaca y su función

Los factores principales de estrés cardíaco son la activación de los receptores adrenérgicos y de angiotensina y la carga metabólica y hemodinámica. Sin embargo, existen otros factores de estrés metabólico que no suelen ser tenidos en cuenta, por ejemplo, las alteraciones hormonales, la alimentación o los estados hiperadrenérgicos.

La obesidad, la resistencia a la insulina y la diabetes mellitus se caracterizan por un medio extracelular con exceso de nutrientes, lo cual resulta en un estrés metabólico cardíaco, como ser la acumulación intramiocárdica de lípidos. La glucolipotoxicidad cardíaca es un fenómeno complejo que incluye desarreglos metabólicos y funcionales.

La dieta es un determinante crítico de la adaptación o desadaptación del corazón. En un estudio realizado en ratas se observó que las dietas ricas en grasas (60% grasas y 20% carbohidratos) inducen la producción de ciclos metabólicos fútiles que permiten que el corazón se adapte a la sobrecarga metabólica, mientras que las dietas occidentales, con menos grasas y más carbohidratos (45% grasas y 35% carbohidratos), se asociaron con la aparición de insuficiencia cardíaca. Esta mala adaptación se hace evidente en los pacientes con obesidad grave o con diabetes mellitus tipo 2 que requieren un trasplante cardíaco por insuficiencia de bomba.

Los investigadores sugieren la hipótesis de que la carga metabólica le ocasiona estrés al corazón, que resultará en modificaciones estructurales y funcionales que pueden ser adaptativas o mal adaptativas, reversibles o irreversibles.

El estrés hemodinámico como modulador de la estructura cardíaca y su función

La Ley de Laplace sostiene que el estrés de la pared es directamente proporcional al radio de la cámara y a su presión, e indirectamente proporcional al doble de su espesor. En consecuencia, la respuesta hipertrófica reduce el estrés de las paredes y debería ser reversible si se eliminara el estrés hemodinámico creciente.

Es bien conocida la aparición de hipertrofia cardíaca fisiológica y patológica en respuesta a la sobrecarga de volumen o presión. Al ponerse en uso los dispositivos de asistencia ventricular izquierda se demostró que incluso la hipertrofia patológica puede ser potencialmente reversible con la descarga mecánica.

El concepto de plasticidad cardíaca

Como ya se enunció, las respuestas tróficas del corazón son reversibles para una gran cantidad de estímulos ambientales. Este juego entre la aparición de hipertrofia o atrofia cardíaca y su reversibilidad se denomina «plasticidad cardíaca». Estos procesos suceden de forma rápida y adaptativa.

Al quitársele presión al corazón, se produce la adaptación a un nuevo estado fisiológico, que se conoce como «remodelado reverso». Este mecanismo conlleva la participación de algunos elementos de la atrofia cardíaca, por ejemplo, la tasa de degradación de proteínas excede la tasa de síntesis proteica.

La descarga metabólica

La descarga metabólica cardíaca se produce en diferentes escenarios. Uno de ellos es la atrofia cardíaca inducida por un estado de hambre extrema o desnutrición. En las primeras fases, se estimula la degradación de proteínas a fin de proveer al hígado de aminoácidos para realizar la gluconeogénesis. Este aumento de la degradación proteica es el factor principal que contribuye a la atrofia cardíaca a corto plazo inducida por la desnutrición, y puede ser revertido por la normalización de la dieta. Otro contexto que puede generar la atrofia cardíaca asociada con la desnutrición es la caquexia.

Además, pueden observarse alteraciones cardíacas en situaciones de glucolipotoxicidad, como acontece en los pacientes obesos, diabéticos o con resistencia a la insulina. La descarga metabólica de la circulación sistémica, lograda con la ayuda de determinados fármacos, permite que se reviertan completamente la sobrecarga de nutrientes y la disfunción contráctil del corazón.

Tal vez la reversión de la disfunción de la hipertrofia cardíaca más impresionante se produce en los pacientes obesos mórbidos luego de que son sometidos a la cirugía bariátrica. En estos casos, la normalización de los niveles hormonales y de la resistencia a la insulina está seguida por una mejoría drástica en la función diastólica del ventrículo izquierdo y una disminución progresiva de la masa de este ventrículo, que se vuelve más pequeño y más fuerte. Por el contrario, el aumento del metabolismo de los ácidos grasos, que se produce cuando se emplean determinados fármacos, promueve una sobrecarga de nutrientes que lleva a la insuficiencia contráctil.

Por todo esto, los autores afirman que la remoción del exceso de nutrientes que llega al corazón, a diferencia de la caquexia, produce efectos beneficiosos sobre el tamaño y el funcionamiento de este órgano.

La descarga hemodinámica

La descarga hemodinámica se asocia con alteraciones funcionales y estructurales complejas, con muchos factores involucrados. Por un lado, en el corazón sano, la atrofia y la hipertrofia inducida por el exceso de presión configuran la expresión de la reactivación del programa genético fetal. Por otro lado, las consecuencias metabólicas para el corazón son las mismas en el contexto de hipertrofia o de atrofia. Además, se han descrito patrones de microARN comunes para el corazón con sobrecarga y sin ésta.

La atrofia cardíaca que se produce luego de períodos prolongados de reposo en cama es ocasionada, en parte, por la hipovolemia y puede revertirse con el ejercicio y la disminución de la presión negativa corporal. La descarga mecánica con dispositivos de asistencia ventricular izquierda también puede mejorar la fracción de eyección, disminuir el diámetro de fin de diástole, mejorar la contractilidad miocárdica y aumentar la respuesta a los fármacos beta adrenérgicos.

Si bien el remodelado atrófico reduce significativamente el área y el volumen de los cardiomiocitos, el corazón logra mantener una función sistólica normal luego de 4 semanas de descarga. Los cardiomiocitos de los corazones en descarga tienen corrientes menores de sodio y corrientes mayores de calcio, pero mantienen la concentración total de calcio dentro de las células del músculo cardíaco.

Tanto en la hipertrofia como en la atrofia cardíaca, el corazón responde menos a la insulina y prefiere la glucosa como sustrato, al igual que lo que sucede en el patrón fetal de consumo de energía. Asimismo, las modificaciones en la expresión de los factores de crecimiento son las mismas para ambas situaciones, lo cual sugiere que la direccionalidad del cambio de tamaño cardíaco no se relaciona necesariamente con modificaciones a nivel de la transcripción. De hecho, el remodelado activo se produce con una carga incrementada o disminuida, lo cual sugiere que el recambio proteico miocárdico es un regulador importante de la masa cardíaca.

Conclusiones

En este informe, los autores han descrito, a grandes rasgos, las consecuencias de la sobrecarga cardíaca metabólica y hemodinámica, de su descarga y los diversos niveles de complejidad del remodelado atrófico cardíaco, que debe ser investigado con mayor detalle. Algunos de los factores que participan son modificaciones en la expresión de ciertos genes, en la abundancia y la actividad de las proteínas y en los metabolitos séricos. Los autores aseguran que cada vez está más cerca la dilucidación de los procesos de remodelación del corazón.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología