Efecto de la administración postnatal de melatonina sobre la función y estructura cardíaca en neonatos de oveja gestados y nacidos en hipoxia crónica

Abstract

La transición cardiopulmonar del recién nacido es vital al nacimiento. En la hipertensión pulmonar del recién nacido (HTPRN) esta adaptación se ve comprometida, generando un aumento crónico de la postcarga del ventrículo derecho (VD) debido a una excesiva vasoconstricción pulmonar hipóxica. La persistencia de este fenómeno genera un remodelamiento cardíaco maladaptativo, principalmente a nivel parietal y septal, e insuficiencia cardíaca que determinan una alta morbimortalidad al recién nacido. El tratamiento de la HTPRN se ha enfocado principalmente en intentar revertir la vasoconstricción pulmonar, sin embargo, la efectividad del mismo es relativamente baja. Esto podría explicarse en parte por el insuficiente conocimiento sobre los mecanismos responsables de la falla ventricular sumado al escaso abordaje terapéutico de los cambios en la estructura y función del corazón. Estudios previos han evidenciado que el desarrollo de estrés oxidativo/nitrosativo (EON) tiene un rol importante en la fisiopatología de la HTPRN, sin embargo, su impacto a nivel cardíaco no ha sido estudiado. Melatonina, una neurohormona con acción scavenger de especies reactivas de oxígeno/nitrógeno y capacidad de aumentar las enzimas antioxidantes, ha mostrado revertir los cambios anatómicos y funcionales del pulmón en la HTPRN. Pusimos a prueba la hipótesis que los cambios de estructura y función cardíaca en la HTPRN están relacionados con EON, y que melatonina es capaz de revertir dichos cambios. Diez neonatos de oveja gestados y nacidos en hipoxia hipobárica (INCAS, Putre, 3600 m) fueron divididos en grupo control (CN, n = 5) y tratado (MN, n = 5), a los cuales se les administró vehículo o melatonina (1 mg/kg/día oral), respectivamente. Los tratamientos se administraron entre los días 4 y 12 de vida, período en el cual se registraron diariamente variables hemodinámicas para el análisis de la función cardíaca (gasto y variabilidad cardíaca). Al final de dicho período, se obtuvieron las muestras para el estudio comparativo macro y microscópico de la estructura cardíaca, así como la medición de marcadores de EON (nitrotirosina y 4-hidroxinonenal) y expresión de proteínas antioxidantes (SOD, catalasa y GPx) en VD. Desde el punto de vista funcional, el grupo MN mostró un aumento del gasto cardíaco hacia el final del período de tratamiento, sin una clara diferencia en índices de variabilidad cardíaca entre ambos grupos. Estructuralmente, el grupo MN mostró menores valores de área miocárdica en la cavidad y pared del VD y septum interventricular, respecto del grupo CN. Finalmente, el grupo MN mostró una mayor expresión de catalasa en el tejido ventricular respecto del grupo CN, sin embargo, no se evidenciaron diferencias en los marcadores de EON entre los grupos. Concluimos que melatonina podría favorecer la reversión de los cambios estructurales cardíacos propios de HTPRN, así como mejorar la función ventricular.

The cardiopulmonary transition at birth is vital phenomenon. In the persistent pulmonary hypertension of the newborn (PPHN) this aspect is compromised, generating an excesive afterload to the right ventricule (RV) due to an increased hypoxic pulmonary vasoconstriction. As this persists, the RV develops a maladaptative hypertrophy, mainly basal and septal, and failure with an increased morbimortality. Treatment of PPHN has focused mainly on reverting vasoconstriction, with low efectiveness. This could be explained due to lack of knowlegde on the pathophysiology of heart failure and lack of attention of this issue on treatment. There is evidence of the role of oxidative/nitrosative stress (ONS) on the pathophysiology of PPHN, however, there are no studies of the impact in the heart. The neurohormone melatonin has shown a scavenger effect over reactive oxigen/nitrogen species and the ability to increase level of antioxidant enzymes. It has also shown beneficial in reverting the anatomical and functional changes in PPHN. With this evidence we tested the hypotesis that ONS is related to the changes in structure and function of the heart in PPHN, and that melatonin is capable to revert this changes. Ten neonate sheep that where gestated and borned in hypobaric hipoxia (INCAS, Putre, 3600 m) where divided in control (CN, n = 5) and treatment (MN, n = 5) groups, with the administration of vehicule or melatonin (1 mg/kg/d PO), respectively. Intervention occurred within 4 and 12 days after birth, where hemodynamic variables where recorded to estimate cardiac function (cardiac output [CO] and variability [CV]). At the end of the period, samples where obtained for macro and microscopic study of the heart, and also for markers of ONS (nitrotyrosine and 4-hydroxynonenal) and expression of antioxidant enzymes (SOD, catalase and GPx) on RV. Functionally, the MN group showed an increase in CO by the end of the period, with no changes in CV. Structurally, the MN group showed a decrease in myocardial area of the RV cavity, wall and interventricular septum. Finally, the MN group showed an increase in the expression of catalase in RV with no differences in ONS between groups. With these results we postulate that melatonin could revert the structural changes in PPHN, with a beneficial effect on its function.