Estimulación adrenérgica y hemostasia en salud y enfermedad : efectos de la razón de concentración y tiempo de estimulación de epinefrina y norepinefrina sobre la adhesión plaquetaria a células endoteliales

Abstract

El endotelio es un regulador importante de la hemostasia y es altamente reactivo a las catecolaminas. El sistema adrenérgico es un regulador de diversos parámetros homeostáticos y varios estudios lo han relacionado a la regulación de la hemostasia. Se ha reportado que condiciones fisiológicas y patológicas influyen diferencialmente en las concentraciones plasmáticas de las catecolaminas circulantes y el tiempo en que este cambio es mantenido, lo cual podría relacionarse con la disfunción endotelial conllevando a coagulopatías. A pesar de que este fenómeno se ha estudiado con agonistas y antagonistas adrenérgicos específicos, no hay reportes acerca del efecto en la coagulación de la razón de concentración de epinefrina y norepinefrina y el tiempo de estimulación. La hipótesis de este trabajo es que la estimulación persistente de la razón de concentración de epinefrina y norepinefrina (EPI/NE) patológica aumenta la adhesión de plaquetas a células endoteliales. Para responder esta hipótesis, células endoteliales se co-cultivaron con plaquetas teñidas previamente con una sonda fluorescente (protocolo aprobado por el Comité Institucional de Bioética, Universidad Andrés Bello, Nº 002/2020) y se expusieron a una razón de concentración de epinefrina y norepinefrina como se reporta en condiciones fisiológicas y patológicas por 3 horas para una estimulación transitoria y 24 horas para una estimulación persistente. Luego, agonistas adrenérgicos específicos, terazosina, bisoprolol y butoxamina se aplicaron para evaluar la contribución de cada receptor a este fenómeno. Los resultados muestran que en estimulación transitoria tanto concentraciones fisiológicas como patológicas de catecolaminas aumentan la adhesión plaquetaria a células endoteliales, por otra parte, en estimulación persistente, las concentraciones de catecolaminas muestran efectos diferenciados, ya que concentraciones fisiológicas disminuyen la adhesión plaquetaria a células endoteliales, mientras que las concentraciones patológicas la aumentan. Con respecto al bloqueo farmacológico de los distintos tipos de receptores adrenérgicos, tanto el bloqueo de ɑ1 y β1 previenen el aumento en la adhesión plaquetaria observado en concentraciones patológicas de catecolaminas durante una estimulación persistente, mientras que el bloqueo de β2 no demostró lograr una prevención completa del aumento en la adhesión. Como conclusión podemos mencionar que el aumento en la adhesión plaquetaria a células endoteliales depende tanto de la razón de concentración de epinefrina y norepinefrina como del tiempo de estimulación. Además, los subtipos de receptores adrenérgicos desempeñan una contribución diferencial a este fenómeno

The endothelium is an important regulator of hemostasis and is highly reactive to circulating catecholamines. The adrenergic system is a regulator of several hemostatic parameters and several studies have associated it with hemostasis regulation. It has been reported that physiological and pathological conditions differentially influence the plasma concentrations of adrenergic catecholamines, depending on the time this change is maintained, which could be related to endothelial dysfunction driving coagulopathies. Despite of this phenomenon has been studied with specific adrenergic agonists and antagonists, there are no reports on coagulation respect to the effect of the plasma concentration ratio of epinephrine and norepinephrine and its stimulation time. The hypothesis of this work is that persistent stimulation with a pathologic concentration ratio of epinephrine and norepinephrine (EPI/NE) increases platelet adhesion to endotelial cells. To demonstrate it, endothelial cells were cocultured with fluorescent stained platelets (protocol approved by the Institutional Bioethics Committee, Universidad Andrés Bello, N° 002/2020) and different concentration ratio of epinephrine and norepinephrine as reported in physiological and pathological conditions for 3 hours for a transient stimulation and, 24 hours for a persistent stimulation. Then, specific adrenergic antagonists such as, terazosin, bisoprolol and butaxamine were applied to evaluate the contribution of each receptor to this phenomenon. Results show that in transient stimulation, both physiologic and pathologic catecholamines concentrations increase. In the other hand, in persistent stimulation, catecholamines concentrations show different effects, since physiologic concentration diminishes platelet adhesion to endothelial cells, but pathologic concentration increases the adhesion depends on the concentration ratio and stimulation time of epinephrine and norepinephrine. Also, adrenoreceptor subtypes perform a different contribution to this phenomenon. Regarding the pharmacologic blocking of the several types of adrenergic receptors, blocking of ɑ1 or β1 prevents the increase of platelets adhesion to endothelial cells observed during persistent stimulation with pathologic concentration of catecholamines, while β2 blocking did not show to prevent completely the increase of the adhesion. As conclusion it can be mentioned that increase of platelet adhesion to endothelial cells depends on both catecholamines concentration ratio and stimulation time. Moreover, the subtypes of adrenergic receptors perform a different contribution to this phenomenon