Efecto de la hipoxia intermitente sobre la lesión por isquemia-reperfusión en individuos sanos

La cardiopatía isquémica representa la forma más común de enfermedad cardiovascular y la principal causa de mortalidad en los Estados Unidos. La cardiopatía isquémica se origina por un suministro inadecuado de sangre a las arterias coronarias. Si bien la reperfusión inmediata de los tejidos representa el tratamiento de primera línea para la isquemia, la restauración del flujo sanguíneo causa más daño a las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos. De hecho, la disfunción endotelial severa ocurre paradójicamente durante el período inicial de reperfusión, en parte debido al estrés oxidativo causado por un estallido de formación de especies reactivas de oxígeno y una reducción en la biodisponibilidad del óxido nítrico. La lesión por isquemia-reperfusión representa el daño endotelial causado por los efectos combinados de isquemia y reperfusión. La lesión por isquemia-reperfusión miocárdica induce disfunción endotelial coronaria, que a su vez promueve el infarto de miocardio. Por lo tanto, las intervenciones diseñadas para atenuar el efecto de la lesión por isquemia-reperfusión se necesitan con urgencia para prevenir la lesión miocárdica en pacientes con cardiopatía isquémica.

La función endotelial de la arteria braquial se correlaciona fuertemente con la función endotelial de la arteria coronaria. En consecuencia, las medidas de la función de la arteria braquial, como la dilatación mediada por flujo, pueden actuar como sustitutos de la función endotelial de la arteria coronaria. La dilatación mediada por flujo, un indicador de la función endotelial dependiente del óxido nítrico, representa la dilatación de la arteria braquial después de aumentos en el flujo sanguíneo y tensión de cizallamiento inducida por un período transitorio de isquemia. Un modelo estándar de lesión por isquemia-reperfusión consiste en la oclusión del flujo sanguíneo al brazo durante un período de 20 minutos. Esta oclusión prolongada del antebrazo provoca una reducción de la dilatación mediada por flujo que oscila entre el 30 y el 50 % durante al menos 30 minutos después de la reperfusión en personas jóvenes.

El preacondicionamiento isquémico local ofrece protección contra la lesión por isquemia-reperfusión. El preacondicionamiento isquémico consiste en exponer a un individuo a breves períodos repetidos de isquemia, inducidos al inflar un manguito en la parte superior del brazo, antes de una lesión por isquemia-reperfusión. El preacondicionamiento isquémico (3 ciclos de 5 minutos de isquemia seguidos de 5 minutos de reperfusión) aplicado inmediatamente antes de la lesión por isquemia-reperfusión previene la reducción de la dilatación mediada por flujo en individuos sanos, lo que sugiere que el preacondicionamiento isquémico podría ser protector en pacientes con isquemia aguda a punto de someterse a reperfusión terapéutica. La protección proporcionada por el preacondicionamiento isquémico parece depender de la activación del canal de potasio sensible al trifosfato de adenosina. Por lo tanto, el preacondicionamiento isquémico atenúa la dilatación dependiente del endotelio deteriorada de la lesión por isquemia-reperfusión prolongada posterior en humanos.

La hipoxia intermitente representa una posible estrategia sistémica para prevenir la reducción de la dilatación mediada por flujo después de una lesión por isquemia-reperfusión. La respiración intermitente de aire levemente hipóxico estimula una dilatación dependiente del endotelio y previene la disfunción endotelial a través de la producción de especies reactivas de oxígeno y un aumento en la biodisponibilidad del óxido nítrico. Los períodos cortos de hipoxia intermitente en modelos animales inducen un preacondicionamiento isquémico y protegen al corazón de un infarto posterior. De hecho, el acondicionamiento de hipoxia intermitente consistente en 5-8 ciclos/día durante 5-10 min/ciclo a una fracción de oxígeno inspirado de 9,5-10% intercalado con 4 min de normoxia durante un período de 20 días protegió la dilatación coronaria dependiente del endotelio. y arterias sistémicas en ratas a través de la activación de procesos de radicales libres. Además, la hipoxia intermitente que consiste en 5 ciclos de 6 minutos de hipoxia a una concentración de oxígeno del 6 % intercalados con 6 minutos de exposición al aire ambiente durante 1 hora redujo significativamente el tamaño del infarto en corazones de ratones cuando se realizó 24 horas antes de la lesión por isquemia-reperfusión , en asociación con la expresión del factor inducible por hipoxia. Por lo tanto, la hipoxia intermitente puede inducir protección a través de una respuesta sistémica que representa un mecanismo distinto de la respuesta protectora local inducida por el precondicionamiento isquémico breve.

El envejecimiento saludable da como resultado una mayor disminución de la dilatación mediada por el flujo después de la oclusión del flujo sanguíneo. De hecho, se observaron disminuciones en la dilatación mediada por el flujo que oscilaron entre el 50 y el 68 % en hombres de mediana edad, debido a un mayor estrés oxidativo y a una reducción de la biodisponibilidad del óxido nítrico. Mientras que el preacondicionamiento isquémico evitó la disminución de la dilatación mediada por flujo en individuos jóvenes sanos, el efecto preventivo del preacondicionamiento isquémico contra la lesión por isquemia-reperfusión se eliminó en individuos mayores. Sin embargo, el preacondicionamiento isquémico atenuó significativamente la disminución de la dilatación mediada por flujo en pacientes mayores con aterosclerosis.