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UNIVERSIDAD DE CIENCIAS MÉDICAS DE VILLA CLARA

UNIDAD DE INVESTIGACIONES BIOMÉDICAS (UNIB)

PAPEL DEL ESTRÉS OXIDATIVO EN LA HTA Y LA OBESIDAD INFANTIL

LIC. MSc JESÚS ALFONSO RODRÍGUEZPROFESOR AUXILIAR E INVESTIGADOR AGREGADO

LIC. MSc DOUGLAS FERNÁNDEZ CARABALLOPROFESOR ASISTENTE E INVESTIGSDOR AGREGADO

LIC. MSc DANAY RUIZ HEREDIAPROFESORA ASISTENTE E INVESTIGADORA AGREGADA

ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES

PrincipalesFactores de Riesgo de ECV

HipertensiónObesidadDiabetes MellitusDislipidemiaTabaquismo Sedentarismo

En un menor o mayor grado el estrés oxidativo está presente en estos factores de riesgo

ESTRÉS OXIDATIVO:

DESBALANCE ENTRE PRO-OXIDANTES Y ANTIOXIDANTES

PRO-OXIDANTES ANTIOXIDANTES

PRODUCCIÓN DE OXIDANTES QUE SOBREPASA LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE.

PRODUCIÓN NORMAL DE OXIDANTES CON DISMINUCIÓN DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE

PRESENCIA DE LAS 2 CONDICIONES ANTERIORES

EL EO INDUCIDO POR UN EXCESO DE ERO JUEGA UN IMPORTANTE PAPEL EN UN NÚMERO DE PATOLOGÍAS VASCULARES INCLUYENDO A LA HTA. (Shuvaev VV. Y Col. J Pharmacol Exp Ther. 2009 November; 331(2): 404–411.)

LA DISFUNCIÓN ENDOTELIAL SE RELACIONA CON UNA ALTERACIÓN EN LA SÍNTESIS DEL ON, ESTO PUEDE SER POR UNA ELEVACIÓN DE LA ERO COMO DEL ANIÓN SUPERÓXIDO, EL CUAL INACTIVA EL ON. (Zhenyu Qin y Col. Hypertension. 2008 November; 52(5): 945–951.)

LOS MECANISMOS PROTECTORES ANTIOXIDANTES PUEDEN ESTAR DEFECTUOSO O ALTERADOS EN LOS PACIENTES HIPERTENSOS.(Cohen RA. J Cardiovasc Pharmacol. 2010 April; 55(4): 308–316.)

RELACIÓN DE ESTRÉS OXIDATIVO CON LA HTA

ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO

O2 O2.- H2O2

.OH H2Oe-e- e- e-

2H+-OH

Oxigeno Anión superóxido

PeróxidoHidrógeno

Radicalhidroxilo

Agua

1O2

Oxigenosinglet

ESPECIES REACTIVAS DEL NITRÓGENO.

ENTRE ESTAS TENEMOS:

-Óxido Nítrico (.ON) -Anión Peróxinitrito (OONO-)

-Dióxido de Nitrógeno (N2O.) -Ácido Nitroso (HNO2)

-Catión Nitrosil (NO+) -Anión Nitrosil (NO-),

ANTIOXIDANTES

PROTEICO

Superóxido dismutasa (SOD)Catalasa (CAT)Glutatión peroxidasa (GPx) Glutatión Reductasa (GR)Tiorredoxina reductasa (TR)

NO PROTEICO

Glutatión reducidoCarotenosÁcido ascórbicoα TocoferolCoenzima QBilirrubinaÁcido úrico

CAUSAS DE LA HTADiversos mecanismos han sido caracterizado en los últimos años

VASOCONSTRICCIÓN

Sistema renina angiotensina

Sistema nervioso simpáticoVasopresina

ERO Endotelina

EVIDENCIA DE ANIÓN SUPERÓXIDO EN LA HTA

ANIÓN SUPERÓXIDO

Modelo de HSS se demostró disfunción endotelial inducida

por el O2.

Acción prehipertensiva del EO es debido al O2

.

por afectación del ON

El O2. juega un papel

importante en la remodelación y el tono vascular en la HTA

El O2 . Contribuye al desorden

vascular y a la vasoconstricción por inactivación del ON

El O2 . Es una de las ERO más

importante no sólo porque inactiva ON , también forma

H2O2 y ONOO-

El O2 .y el H2O2

modula el tono vascular asociado a la HTA

El O2 .está aumentado en la HTA experimental renal

PRINCIPALES FUENTES DE O2.- EN LA

HTA

NADPH Oxidasa Principal activador el Sistema RAA (Angiotensina II)

XANTINA OXIDASA

SINTETASA DE ÓXIDO NÍTRICO ENDOTELIAL (SONe) DESACOPLADA

SUPERÓXIDO DISMUTASA (SOD)

SOD

SOD Cu/Zn (Citoplasmática)

SOD Mn (mitocondrial)SOD ec (extra celular)

La SOD es la primera linea de defensa contra el ataque de los radicales libres.

El principal sistema AO contra el O2 . Es el sistema de la SOD.

La SOD ec ejerce un papel crítico en la protección del corazón contra el EO inducido por una sobrecarga de presión.

La SOD ec está localizada estrategicamente en el compartimento extracelular para recoger los radicales libres.

La mejor función de la SOD ec es la protección del ON

La SOD ec es el principal AO extracelular que se expresa en la vasculatura

Los principales enzimas AO vascular son la SOD, Catalasa y la GPx.

LA SOD Y OTRAS ENZIMAS ANTIOXIDANTES ESTÁN AFECTADAS EN LA HTA

El mecanismos de enzimas AO endógenas puede estar defectuosos en pacientes con HTA esencial.

Bajo niveles de SOD.se reportan en pacientes hipertensos.

Baja disponibilidad de los AO promueve estrés oxidativo celular y daño oxidativo asociado con la hipertensión.

La actividad de la SOD, catalasa y GPx fueron significativamente más baja en sangre total y en células mononucleares periféricas de hipertensos cuando se comparó con sujetos normales.

Existe alto niveles de Xantina Oxidasa y baja actividad de enzimas AO en sujeto con hipertensión esencial.

Se reportan a través de estudios previos un incremento de EO y decrecimiento de la capacidad AO en pacientes con hipertensión esencial.

TABLA 1 Valores de los antioxidantes de los niños según su clasificación

C N SOD ( Act. Esp) χ ± DS

N CAT (Act .Esp.) χ ± DS

N GSH (μmolar)χ ± DS

NT 192 0,743 ± 0,45 216 0,907 ± 1,30 237 46,56 ± 30,68

PHT 114 0,618 ± 0,40* 126 0,847 ± 0,95 133 43,83 ± 27,92

H 29 0,518 ± 0,27* 33 0,589 ± 0,38 37 40,60 ± 32,11

* (p< 0,05)

C- Clasificación NT- Normotenso PH- Prehipertenso H-Hipertenso

TABLA 2 Valores de los antioxidantes según el sexo de los niños y su clasificación

CSOD(Act.Esp)

χ ± DSCAT (Act .Esp.)

χ ± DSGSH (μmolar)

χ ± DS

N Fem. N Masc. N Fem. N Masc N Fem. N Masc.

NT 101 0,79±0.4 91 0,73± 0,4 114 0,83±0.8 102 0,99 ± 1,6 117 47,7±29,6 120 45,44±31,7

PHT 56 0,64±0,4 58 0,59±0,3 * 60 0,90±0,9 66 0,80 ± 0,9 63 41,2±25,6 70 46,22 ±29,8

H 21 0,54±0,2 8 0,45±0,2 + 22 0,60±0,3 11 0,57 ± 0,4 25 39,2±32,5 12 43,45 ±32,3

C- Clasificación NT- Normotenso PH- Prehipertenso H-Hipertenso

+ (p< 0,10) * (p< 0,05

Tabla 3 Valores de los antioxidantes en los niños según el color de la piel y su clasificación.

C SOD(Act.Esp)χ ± DS

CAT (Act .Esp.)χ ± DS

GSH (μmolar)χ ± DS

N PB N PNB N PB N PNB N PB N PNB

NT 157 0,75±0.4 35 0,69, ± 0,4 176 0,90±1,3 40 0,92 ± 0,9 190 46,82±31,3 47 45,5 ± 28,1

PT 91 0,57±0,3 * 23 0,77 ± 0,4 103 0,83±1,0 23 0,92 ± 0,6 110 42,55±27,4 23 49,93± 29,8

H 26 0,50±0,2 * 3 0,65 ± 0,1 28 0,61±0,4 5 0,46 ± 0,1 31 35,01±26,9** 6 69,50± 43,2

C- Clasificación NT- Normotenso PH- Prehipertenso H- Hipertenso PB- Piel Blanca PNB- Pile no Blanca * (p< 0,05) ** (p< 0,01)

Tabla 4 Valores de los antioxidantes en niños de 8 años según su diagnóstico.

C8 AÑOS

NSOD (Act .Esp)

χ ± DS NCAT (Act .Esp.)

χ ± DS NGSH (μmolar)

χ ± DS

NT 51 0,77 ± 0,41 53 1,413 ± 2,03 59 44,91 ± 37,22

PH 48 0,69 ± 0,45 48 1,090 ± 1,17 49 43,82 ± 31,08

H 12 0,44±0,23 * 12 0,522 ± 0,33 12 16,70±10,07 *

C- Clasificación NT- Normotenso PH- Prehipertenso H- Hipertenso

* (p< 0,05)

Tabla 5 Valores de los antioxidantes en los niños de 8 años de edad, de piel blanca según el sexo y su

clasificación.

C

Piel Blanca y 8 años

SOD(Act.Esp)χ ± DS

CAT (Act .Esp.)χ ± DS

GSH (μmolar)χ ± DS

N Fem N Masc N Fem N Masc N Fem N Masc

NT 19 0,84±0,45 25 0,76±0,42 20 0,94±0,87 24 1,71 ± 2,74 19 52,7±36,0 27 39,0± 39,5

PT 20 0,59±0,44+ 18 0,72±0,48 19 0,86±1,01 19 1,22 ± 1,48 20 35,8±21,8+ 20 49,1± 38,1

H 8 0,50±0,20* 3 0,20±0,12* 8 0,54±0,38 3 0,44 ± 0,30 8 14,6 ± 9,4* 3 15,5± 4,2*

C- Clasificación NT- Normotenso PH- Prehipertenso H- Hipertenso

+ (p< 0,10) * (p< 0,05)

TABLA 6 Valores de los antioxidantes según el IMC de los niños

C N SOD (Act. Esp) χ ± DS

N CAT (Act .Esp.)χ ± DS

N GSH (μmolar)χ ± DS

NP 211 0,743 ± 0,45 240 0,907 ± 1,30 266 46,56 ± 30,68

SP 54 0,618 ± 0,40 58 0,847 ± 0,95 61 43,83 ± 27,92

OB 56 0,518 ± 0,27 62 0,589 ± 0,38 62 37,44 ± 32,11*

C- Clasificación NP- Normopeso SP- Sobrepeso OB- Obeso * p<0,05

NIÑOS CON BAJO PESO AL NACER

Clasificación

SOD CAT

nGrupo Total

nNormopeso

n

Piel Blanca

nGrupo Total n Piel Blanca

Χ ± DE Χ ± DE Χ ± DE Χ ± DE Χ ± DE

Normotensos 6 106,1± 44,2 4 115,5±49,3 6 106,1 ±44,2 7 0,79 ± 0,62 7 0,79 ± 0,62

Prehipertensos 3 36,1± 12,6* p=0,020

3 36,1± 12,6* p=0,034

2 31,53 ±13,84*P=0,046

3 0,33 ± 0,15+p= 0,087

2 0,27 ± 0,14 * p=0,040

Hipertensos 1 57,39 ± - 1 57,39 ± - 1 57,39 ± - 1 1,41 ± - 1 1,41 ± -

HIPERTENSIÓN

O2.-

DISMINUCIÓN DEL ON

Acción vasodilatadora

Acción vasoprotectora

Acción antiaterogénica

AUMENTO DEL ONOO-

Vasoconstricción

LDLox

NADPH OxidasaXantina OxidasaSONe desacoplada

DISFUNCIÓN ENDOTELIAL

AUMENTO DEL ONOO-

Peroxidación lipídica

Daño del ADN

Oxidación y nitración de

proteínaInactivación de enzimas

Prostaciclina sintetasaSOD Cu/ZnSOD Mn

Oxidación de la BH4

Oxidación de la Arginina

SON e desacopladaAumento O2

.-

Oxidación del GSH

UNIVERSIDAD DE CIENCIAS MÉDICAS DE VILLA CLARAUNIVERSIDAD DE CIENCIAS MÉDICAS DE VILLA CLARA

UNIDAD DE INVESTIGACIONES BIOMÉDICASUNIDAD DE INVESTIGACIONES BIOMÉDICAS

Título: Estrés Oxidativo en niños obesos.Estrés Oxidativo en niños obesos.

Autores:

MSc. Douglas Fernández Caraballo

MSc. Danay Heredia Ruiz

MSc. Jesús Alfonso Rodríguez

Dra. Julieta García Sáez

Dr. C. Emilio González

La obesidad infantil ha mostrado un dramático incremento en la última década,

alcanzando proporciones epidémicas no sólo en el mundo desarrollado, sino también en

los países en desarrollo.

La persistencia de la obesidad ha sido asociada con múltiples problemas de salud,

particularmente enfermedades cardiovasculares, hipertensión, diabetes y cáncer entre

otras, con un gran impacto sobre la morbimortalidad en la vida adulta.

Aproximadamente 60% de los niños y adolescentes con sobrepeso tienen al menos un

factor de riesgo adicional para enfermedades cardiovasculares, tales como elevada tensión

arterial, hiperlipidemia o hiperinsulinemia. Más del 25% tiene 2 o más de esos factores de

riesgo.

La evidencia actual muestra que el principal hecho que subyace en las co-morbilidades

relacionadas con la obesidad podría ser la presencia de estrés oxidativo (EO), jugando un

papel clave en la fisiopatología de las consecuencias metabólicas y cardiovasculares,

directamente relacionado con el índice de masa corporal (IMC).

Objetivos

GENERAL:

Analizar los marcadores bioquímicos de estrés oxidativo en niños

diagnosticados con obesidad.

ESPECÍFICOS: Determinar la actividad de las enzimas antioxidantes Superóxido

Dismutasa y Catalasa en el grupo de estudio y un grupo control. Determinar las concentraciones séricas de Glutatión reducido y

Malonildialdehído en ambos grupos.

Materiales y Métodos

Para diagnostico de los niños obesos se tuvo en cuenta el índice de masa corporal e índice cintura-cadera.Las edades comprendidas para el estudio fueron entre 5 y 14 años.

La investigación se realizó en el Laboratorio de Química Sanguínea de la Unidad

de Investigaciones Biomédicas en conjunto con la consulta de Endocrinología del

Hospital pediátrico “José Luis Miranda” de la ciudad de Santa Clara.

100 muestras de suero de niños obesos (grupo de estudio)

100 muestras de niños supuestamente sanos (grupo control)

Resultados

UAE

p=0,000**

Gráfico 1. Actividad Enzimática Superoxido Dismutasa en niños obesos y grupo control.

Gráfico 2. Actividad Enzimática Catalasa en niños obesos y grupo control.

Gráfico 3. Concentraciones de Glutation reducido en niños obesos y grupo control.

Gráfico 4. Concentraciones de Malonildialdehído en niños obesos y grupo control.

In obese states, adipose tissue is subjected to oxidative stress, resulting in aging, accumulation of macrophages, production of proinflammatory cytokines and suppression of adiponectin. Activation of p53 tumor suppressor is pivotal in the aging process, stimulates inflammation and possibly attenuates the capacity of stem cell renewal. The aging of adipose tissue induces insulin resistance in adipose tissue, liver and muscle and mediates the progression to diabetes.