Papel de la vía eNOS-óxido nítrico en el efecto pre-condicionante cardíaco de dexmedetomidina

Abstract

Dexmedetomidina (Dex) es un agonista alfa2 adrenérgico altamente selectivo utilizado como coadyuvante en anestesia. Se ha descrito que además de su efecto sedante, Dex pre-condiciona el corazón frente a isquemia-reperfusión (IR). Sin embargo, no se ha establecido con claridad el mecanismo farmacológico implicado en la protección miocárdica con Dex y si este mecanismo se lleva a cabo de forma directa o indirecta en el cardiomiocito. El endotelio y la vía óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS)/óxido nítrico (NO)/ proteína kinasa dependiente de GMP cíclico (PKG) han sido descritos como factores clave para disminuir el daño por reperfusión. Los objetivos de este trabajo se enfocaron en estudiar si la vía eNOS/NO/PKG es responsable del efecto cardioprotector inducido por Dex y si este pre-condicionamiento en el cardiomiocito requiere la presencia del endotelio. Para evaluar esto, se utilizaron corazones aislados de rata en sistema Langendorff y fueron tratados con Dex (10 nM) durante 25 min y se determinó la formación de dímeros de eNOS y la producción de NO. Posteriormente, los corazones fueron sometidos a 30 min de isquemia global y 120 min de reperfusión. Además, la participación de la vía eNOS/NO/PKG fue evaluada. Dex indujo la activación de eNOS y generación de NO. Asimismo, Dex disminuyó el tamaño de infarto (16 ±10%) en comparación a los corazones no tratados y sometidos a IR (42 ± 12%) y mejoró los parámetros funcionales del ventrículo izquierdo al final de la reperfusión, pero este efecto se revirtió cuando Dex fue co-administrada con los inhibidores de la vía eNOS/NO/PKG. Además, Dex no redujo la muerte celular en cardiomiocitos de rata adulta sometidas a IR simulada (sIR) (65 ± 8%) en comparación a las células control (63 ± 8%). Sin embargo, Dex disminuyó la muerte celular co-cultivando cardiomiocitos con células endoteliales pre-tratadas con Dex (39 ± 6 %). Por lo tanto, los resultados sugieren que Dex induce su efecto precondicionante cardíaco activando la vía eNOS/NO/PKG y este efecto farmacológico requiere la interacción del cardiomiocito con el endotelio

Dexmedetomidine (Dex) is a highly selective alpha2 adrenergic receptor agonist used as a coadjutant in anesthesia. It has been described that Dex acts not only as a sedative, but it can also pre-condition the heart against ischemia-reperfusion (IR). However, the pharmacological mechanisms that mediate the myocardial protection with Dex and whether this action happens directly or indirectly on the cardiomyocyte, remains to be fully elucidated. The endothelium and the nitric oxide synthase (eNOS)/nitric oxide (NO)/cyclic GMP dependent kinase (PKG) pathway have been described as key factors to reduce reperfusion injury. The aims of this work are focused on studying if the eNOS/NO/PKG pathway is responsible for the cardioprotection induced by Dex and whether this pre-conditioning happens directly on the cardiomyocyte or requires the presence of the endothelium. To evaluate this, isolated rat hearts using the Langendorff system were treated for 25 min with Dex 10 nM and the formation of eNOS dimers and production of NO was assessed. Then, the hearts were subjected to 30 min of global ischemia, followed by 120 min of reperfusion. Also, the role of the eNOS/NO/PKG was studied. Dex triggered the activation of eNOS and generation of NO. Moreover, Dex reduced the infarct size (16 ±10%) compared to untreated hearts (42 ± 12%) and improved the functional parameters of the left ventricle at the end of reperfusion, but this effect was reversed when Dex was co-administered with the eNOS/NO/PKG inhibitors. Also, Dex did not reduced cell death on adult rat cardiomyocytes subjected to simulated IR (sIR) (65 ± 8%) compared to control cells (63 ± 8%). However, Dex reduced cell death when cardiomyocytes were co-cultured with endothelial cells pre-treated with Dex (39 ± 6 %). Therefore, our results suggest that Dex induces its cardiac pre-conditioning effect activating the eNOS/NO/PKG pathway and this pharmacological effect requires the interaction between the cardiomyocyte and the endothelium