Caracterización clínica de pacientes sometidos a cirugía coronaria y relación de carbonilación de proteínas cardiacas con aparición de fibrilación auricular postoperatoria

Abstract

La fibrilación auricular (FA) es una arritmia rápida e irregular que se puede presentar como una complicación post-operatoria en pacientes que se han sometido a cirugía cardiaca. La presencia de FA disminuye la calidad de vida del paciente y además aumenta la morbilidad y mortalidad y provoca mayores gastos hospitalarios. Uno de los factores que puede contribuir a la aparición de FA es el estrés oxidativo. El estrés oxidativo es un desbalance entre la producción de especies reactivas de oxigeno (EROs) y la capacidad de los sistemas antioxidantes del organismo, a favor de los primeros. Las enzimas encargadas de neutralizar los radicales libres son superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión peroxidasa. Las EROs son beneficiosas en el sistema inmune como un medio de defensa frente a los patógenos y en señalización celular, pero también están involucradas en el origen de muchas enfermedades, debido a que pueden dañar el ADN, lípidos y proteínas. La carbonilación es un mecanismo de oxidación de proteínas y consiste en la reacción de grupos aldehídos o cetonas con aminoácidos (aa), provocando la oxidación irreversible de las proteínas, lo que conlleva una disfunción de la proteína, como pérdida de la actividad catalítica, modificación de los aa y fragmentación, entre otros efectos. Las consecuencias que tiene la carbonilación de proteínas a nivel global en el organismo son envejecimiento, enfermedad de Alzheimer, cáncer, diabetes y cuadros sépticos. El objetivo de este estudio es comparar el nivel de carbonilación de proteínas en pacientes sometidos a cirugía de revascularización miocárdica (CRM), según si experimentan o no fibrilación auricular postoperatoria. Para este estudio se reclutaron 114 pacientes con indicación de CRM en el Hospital Clínico de la Universidad Católica (HCUC) y en el Instituto Nacional del Tórax (INT). A todos ellos se los caracterizó con respecto a sexo, edad, índice de masa corporal (IMC), enfermedades concomitantes, y medicamentos consumidos antes de la cirugía y se les realizó un seguimiento en el postoperatorio para pesquisar la ocurrencia de FA postoperatoria. Al momento del ingreso al estudio los pacientes debieron firmar un consentimiento informado previamente aprobado por los respectivos comités de ética correspondientes a cada centro asistencial. De los pacientes del HCUC se obtuvo muestras sanguíneas antes y después de la cirugía, en las que se determinó actividad enzimática de superóxido dismutasa (SOD) y catalasa, y una muestra de orejuela cardiaca durante la cirugía, en la que se determinó el nivel de proteínas carboniladas. De los pacientes del INT se obtuvo sólo las muestras sanguíneas, en las que se determinó las actividades enzimáticas mencionadas. La carbonilación de proteínas se realizó mediante derivatización de la muestra con 2,4-dinitrofenolhidrazina (DNPH), efectuando posteriormente un Western blot. La actividad enzimática de la SOD se midió mediante la inhibición de la autooxidación en medio alcalino de adrenalina a adrenocromo y la catalasa se determinó a través de su actividad degradativa del peróxido de hidrogeno (H2O2). Ambas mediciones se efectuaron de forma cinética en un espectrofotómetro. De la población analizada, un 27% desarrolló FA después de la cirugía. Los pacientes que desarrollaron FA mostraron una mayor edad y un IMC menor en comparación a los pacientes que no la desarrollaron. Las enfermedades concomitantes y el uso previo de medicamentos no mostraron efectos estadísticamente significativos sobre la incidencia de fibrilación auricular postoperatoria. Los pacientes que presentaron FA postoperatoria no mostraron niveles de carbonilación de proteínas en tejido auricular diferentes a los pacientes que no fibrilaron. Las actividades de SOD eritrocitaria y de catalasa tampoco mostraron diferencias entre ambos grupos de pacientes. En conclusión, los niveles de carbonilación de proteínas cardiacas y la actividad plasmática de SOD eritrocitaria y catalasa no están relacionados con la ocurrencia de fibrilación auricular post-operatoria en pacientes sometidos a CRM

Atrial fibrillation (AF) is a rapid and irregular arrhythmia that can occur as a postoperative complication in patients who have undergone cardiac surgery. The presence of AF reduces the quality of life of patients and also increases morbidity and mortality and leads to higher hospital costs. One factor that may contribute to the onset of AF is oxidative stress. Oxidative stress is an imbalance between production of reactive oxygen species (ROS) and the ability of the body's antioxidant systems to control them. The enzymes that neutralize free radicals are superoxide dismutase (SOD), catalase and glutathione peroxidase. ROS are beneficial in the immune system as a means of defense against pathogens and in cell signaling, but are also involved in the origin of many diseases, because they can damage DNA, lipids and proteins. Carbonylation is a mechanism of protein oxidation and involves the reaction of aldehydes or ketones groups with amino acids (aa), causing irreversible oxidation of proteins, leading to dysfunction of the protein, such as loss of catalytic activity, modification of aa and fragmentation, among other effects. The implications of protein carbonylation globally in the body are aging, Alzheimer's, cancer, diabetes and septic. The aim of this study is to compare protein carbonylation levels in patients undergoing myocardial revascularization surgery (MRS), depending on whether they experience postoperative atrial fibrillation or not. This study enrolled 114 patients with MRS indication in Hospital Clínico de la Universidad Católica (HCUC) and Instituto Nacional del Tórax (INT). They were all characterized with respect to sex, age, body mass index (BMI), concomitant diseases and drugs used before surgery, and they were followed up postoperatively to look for the occurrence of postoperative AF. At the time of study entry, patients must have signed an informed consent previously approved by the respective ethics committees for each health care center. Blood samples from HCUC patients were obtained before and after surgery, which were used to determine enzyme activity of superoxide dismutase (SOD) and catalase, and a sample of atrial appendage during cardiac surgery was obtained too, which was used to determine the protein carbonyls level. From INT patients just blood samples were taken, which were used to determine the enzymatic activities above mentioned. Protein carbonylation was performed by derivatization of the sample with 2.4-dinitrophenolhydrazine (DNPH), performing then a Western blot. Sod enzymatic activity of was measured by the inhibition of adrenaline to adrenochrome autoxidation in an alkaline medium, and catalase was determined through its hydrogen peroxide (H2O2) degradative activity. Both measurements were made on a spectrophotometer. 27% of included patients developed AF after surgery. Patients who developed AF were older and had a lower BMI compared to patients who did not. Concomitant illness and previous use of drugs showed no statistically significant effect on the incidence of postoperative atrial fibrillation. Patients who experienced postoperative AF showed no different protein carbonylation levels in atrial tissue than those patients who did not . Erythrocyte SOD and catalase activities also showed no differences between both groups of patients. In conclusion, cardiac protein carbonylation levels and erythrocyte SOD and catalase plasmatic activity are not related to the occurrence of postoperative atrial fibrillation in patients undergoing MRS