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ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE - FUCS
La hipertrofia ventricular es el resultado común de un estímulo de sobrecarga de
presión estrechamente asociado con la hipertensión. Este proceso se
desencadena por la señalización molecular adversa, la expresión génica, y la
alteración del proteoma. Investigación proteómica ha revelado que varios objetivos
moleculares están asociados con la hipertrofia cardiaca patológica, incluyendo la
angiotensina II, la endotelina-1 y isoproterenol.el ejercicio es un agente
farmacológico utilizado para el tratamiento de la hipertensión, donde la hipertrofia
cardíaca inducida por el ejercicio se caracteriza por una mejora en la función
cardíaca y la resistencia contra la agresión isquémica.
La hipertensión arterial es el principal factor de riesgo para enfermedades
cardiovasculares, que incluyen accidente cerebrovascular, enfermedad arterial
coronaria (CAD), y la insuficiencia cardiaca (IC) que conduce a 1,8 millones de
muertes en el mundo cada año . la hipertrofia patológica cardiaca es una de las
principales adaptaciones a la hipertensión. El complejo de señalización molecular
marca este proceso, que se transcribe a un proteoma cardiaca alterada. La
sobrecarga de presión en la hipertrofia cardiaca se caracteriza por la disfunción
dentro de la función cardiaca, la cual, con el tiempo, puede convertirse en La
patogenia de la hipertensión. La fisiopatología ha sido ampliamente investigado
por varios enfoques genómicos, que incluyen el análisis de genes candidatos y
mapeo genético . Estas estrategias se han integrado con la genómica funcional
para entender mejor las respuestas fisiológicas que resultan de la expresión de
genes y sus interacciones biológicas. Hasta la fecha, las estrategias proteómicas
se han utilizado como una herramienta complementaria en la investigación de los
efectos fisiopatológicos de la hipertensión en lugar de su patogenia.
La hipertrofia ventricular izquierda es uno de los principales resultados de la
sobrecarga de presión de estímulo . Esta modificación en el fenotipo es impulsado
por una modulación compleja dentro del proteoma cardíaco que está todavía
siendo ampliamente investigada, ya que el mecanismo molecular que subyace a
este proceso todavía no se ha aclarado completamente.Se ha sugerido que el
estímulo de ejercicio puede reducir la aparición de la hipertrofia cardiaca
patológica en la hipertensión, también está indicado para atenuar la mala
adaptación cardiaca pensado la reducción sistemática de la presión arterial . Sin
embargo, el efecto del ejercicio sobre el miocardio carece de datos proteómicos
experimentales y comparativos.
visión general de la hipertensión y las enfermedades cardiovasculares
La hipertensión es una enfermedad multifactorial que se caracteriza por la
elevación crónica de la presión arterial a niveles iguales o superiores a 140 mmHg
de presión arterial sistólica (PAS) y por encima de 90 mmHg de la presión arterial
diastólica (PAD) . Considerada una enfermedad epidémica en todo el mundo, la
hipertensión es el factor de riesgo principal para la enfermedad cardiovascular ,
está estrechamente relacionada epidemiológicamente con enfermedades
metabólicas como la obesidad y la diabetes . La enfermedad cardiovascular
conduce a ~ 17 millones de muertes al año, y, de este total, se informó que se
estima la presión arterial alta causa más de la mitad de estas muertes (más de 9
millones de muertes cada año), por lo que es también el principal riesgo factor de
la carga mundial de morbilidad . Causas de la patogénesis de la hipertensión
representan aproximadamente el 5% de los casos bien conocidos; éstos implican
la alteración en la homeostasis renal de agua salada, hiperestimulación del
sistema nervioso simpático, la disfunción hormonal, y mutación de genes . Así, el
desarrollo de la hipertensión se atribuye a factores multifactoriales y desconocidos
. De hecho, la patogénesis de la hipertensión esencial es más probable que el
resultado de la asociación de varios estímulos fisiopatológicos (por ejemplo, la
obesidad y la diabetes) con factores ambientales (por ejemplo, dieta, estilo de
vida, el tabaco y el abuso del alcohol) y los antecedentes genéticos , con
heredabilidad estima en 15-40% .
La hipertensión y otras patologías, como la obesidad y la diabetes, junto con los
factores ambientales, como la inactividad física, la dieta (por ejemplo, hipercalórica
y el abuso del alcohol), y el tabaco es probable que aumenten evendos cardiacos .
Estos factores de riesgo pueden conducir a trastornos vasculares (por ejemplo, la
disfunción en la vasodilatación endotelial y la rigidez de las arterias). Además, la
presión arterial alta sistémica conduce a varias alteraciones en el aparato
cardíaco, especialmente en relación con la hipertrofia cardiaca . La sobrecarga
crónica sobre el miocardio se asocia con el desarrollo de la dilatación y deterioro
de la contracción .
Por lo tanto, la identificación de los mecanismos moleculares implicados en la
hipertrofia cardíaca en respuesta a la sobrecarga de presión es de primordial
importancia para comprender la fisiopatología de la hipertensión para el miocardio
y para la transición a la insuficiencia cardíaca. Por otra parte, la investigación de la
regulación molecular de la hipertrofia patológica y fisiologica es distinta (por
ejemplo, en respuesta al ejercicio ) esto puede contribuir a la identificación de
nuevas dianas terapéuticas y una mejor comprensión de cómo el ejercicio puede
prevenir y atenuar los estímulos patológicos Ir a:
Remodelación Cardíaca: Patológica frente fisiológica
La cardiomegalia se produce principalmente debido a un aumento en el tamaño
de los miocitos, que se activa por varios eventos, incluyendo aumento de la carga
funcional , la activación de vías de señalización y la expresión génica, la
regulación positiva de la síntesis de proteínas y la formación de nuevas unidades
sarcoméricas . Además, este proceso parece estar desencadenado por un
mecanismo mecanosensible en miocitos cardiacos a través de los canales iónicos
sensibles al estiramiento, receptores de factores de crecimiento y los receptores
acoplados a proteína G-, para la regulación de genes y la síntesis de proteínas
Estos mecanismos moleculares son responsables del crecimiento cardiaco, un
proceso fisiológico natural, visto en el período postnatal hasta que el corazón
alcanza su tamaño natural en la edad adulta . La remodelación cardiaca también
puede producirse en respuesta a los estímulos externos, que promueve la
hipertrofia cardiaca como el embarazo y el ejercicio o como un resultado de la
sobrecarga de presión (por ejemplo, estenosis aórtica y la presión arterial
sistémica) y las cardiomiopatías (por ejemplo, las mutaciones en genes
sarcoméricas y enfermedades asociadas) que conducen a la hipertrofia cardiaca
patológica . la hipertrofia cardiaca patológica y fisiologica muestran una firma
molecular distinta que resulta en un fenotipo cardiaco distinto . Aunque la
hipertrofia fisiológica se asocia con la mejora de la función cardiaca, hipertrofia
patológica se asocia a menudo con la pérdida de miocitos, fibrosis, la alteración en
el metabolismo de miocitos (cambio de la oxidación de ácidos grasos metabolismo
de la glucosa), y la disfunción cardíaca .
Hipertensión y Factores de sobrecarga de presión para el proteoma
cardíaco
Los rápidos avances en el campo de genómica han dado lugar a una gran
cantidad de datos en la investigación de la hipertensión, que van desde el análisis
de varios genes candidatos para el mapeo genético de alto rendimiento . Se ha
afirmado que el enfoque genómico es probable que investigue la patogénesis de la
hipertensión en lugar de su fisiopatología.El análisis genómico funcional y, más
recientemente, la proteómica, se han utilizado ampliamente para entender mejor la
fisiopatología de la hipertensión.
en un estudio se encontro diferencias en el patrón de proteoma 2-DE cardiaco
entre ratas no hipertensos (ratas Wistar-Kyoto) y ratas espontáneamente
hipertensas (SHR) ] otros estudios muestran modulaciones en el proteoma
seguido por sobrecarga de presión e hipertrofia . Aunque la adaptación del
corazón a una sobrecarga de presión es muy adversa, esta señalización molecular
dicta modulaciones fenotipo , que con el tiempo afecta a la estructura cardíaca
(por ejemplo, hipertrofia ventricular izquierda) y la función (por ejemplo,
incapacidad contráctil) y, a menudo evoluciona hacia la insuficiencia cardíaca .
En este sentido, varios modelos experimentales se han utilizado para entender
mejor el efecto de la hipertensión y otros efectos de sobrecarga de presión en el
sistema cardiovascular y el tejido del corazón.
Como se ha mencionado antes, la hipertrofia del ventrículo izquierdo (HVI) es una
característica bien conocida de adaptación cardíaca a la sobrecarga de presión y
un criterio esencial de la cardiopatía hipertensiva . Los estudios han demostrado
que el proteoma LV, en particular, es altamente alterado en este proceso, incluso
en las primeras etapas de la hipertensión . Las ratas espontáneamente
hipertensas (SHR) es uno de los principales modelos experimentales de
hipertensión esencial, se presentan varias características de esta patología,
incluyendo HVI . En este modelo experimental, la investigación ha puesto de
relieve el papel de la fosforilación de proteínas como una firma molecular común a
la patogénesis de la hipertrofia cardíaca .
Además, se ha demostrado que las fosfoproteínas tales como α-enolasa, SR-Ca2
+-ATPasa, y fosfolamban son cruciales en el desarrollo de la hipertrofia cardiaca
inducida por la hipertensión.
El proteoma HVI También se ha investigado en dos modelos diferentes de
hipertensión para verificar proteínas clave relacionadas con la hipertrofia
hipertensiva . En este estudio, se demostró el proteoma LV de SHR (modelo de la
hipertensión esencial), ratas renovasculares hipertensos (RHR, un modelo de
hipertensión secundaria realizada por el recorte arterias renales), y el control de
ratas (Wistar-Kyoto) presentan un perfil distinto . El papel de los canales KATP en la hipertrofia miocárdica ha sido ampliamente
investigado hasta la fecha . Canales KATP son canales sensibles a ATP formadas
por cuatro subunidades poro Kik6.2 y cuatro subunidades SUR1 reguladoras,
conocidos por presentar propiedades cardioprotectoras, debido a su integración
con otros canales de proteínas de miocitos y las proteínas asociadas con la
bioenergética celular vías, que juegan un papel destacado en la homeostasis del
metabolismo. La investigación ha demostrado que la deficiencia en los canales de
KATP miocárdicos Actualmente se cree que desempeñan un papel en la
fisiopatologia de la hipertensión .Estudios han demostrado que más de 170
proteínas presentan una expresión diferencial significativa en la respuesta a la
disfunción de los canales de KATP, con 95 proteínas que se unen con la función
metabólica (por ejemplo, lactato deshidrogenasa, SCAD, piruvato quinasa,
triosafosfato isomerasa, y la creatina quinasa), y también están asociados con
enzimas bioenergéticas que anteriormente estaban vinculados a la actividad del
canal KATP en otros estudios . Así, una isoforma de los canales de KATP
cardiacas, está asociada con el estrés de adaptación dentro del miocardio, se cree
que la disfunción de los canales de KATP subyacen a la enfermedad cardíaca .
Proteinasas también parecen ser una clase correspondiente de proteínas en la
fisiopatología de la hipertensión, debido a su papel central en el control de la
presión arterial entre otras funciones fisiológicas vitales, tales como la coagulación
. De esta manera, la proteómica basada en MS es una herramienta robusta en la
investigación de la red de la proteasa complejo tal como el sistema reninaangiotensina (RAS), una red proteolítica ampliamente investigado con un papel
central en el desarrollo de la hipertensión . Además, la RAS también actúa de una
manera específica de tejido (por ejemplo, cerebro, músculo esquelético, riñón y
miocardio), presentando distintas respuestas fisiológicas locales . RAS local del
corazón se sabe que está estimulada por el estrés hemodinámica (por ejemplo, la
sobrecarga de presión y volumen), en donde la angiotensina II es el producto
vasoactivo principal de este sistema, y también conocido para modular la
expresión molecular relacionada con la funcion contráctil-(esquelético α-actina, β
miosina de cadena pesada, polipéptido natriurético auricular, y fibronectina) y
promover el fenotipo de remodelacion cardíaco y la hipertrofia . De lo contrario, la
inhibición de la Ang II por inhibidores del enzima convertidor de la angiotensina
(IECA) atenúa la hipertrofia cardiaca inducida por sobrecarga de presión en
modelos experimentales y seres humanos se ha establecido que la inhibición de
la RAS atenúa y retrocede la hipertrofia cardiaca inducida por la hipertensión . Por
otra parte, los receptores de Ang II, AT1 y AT2, han sido ampliamente investigado
como intermedios para estímulos patológicos en el sistema cardiovascular, donde
se muestra la estimulación de AT1 (un receptor de la proteína G de acoplamiento)
para activar la vasoconstricción de señalización y hipertrofia cardiaca a través de
la activación de mitogen-activated proteína quinasa (MAPK) y la proteína quinasa
(PK) .
El presente estudio también indicó que CR atenúa la hipertrofia cardiaca, fibrosis
y apoptosis de cardiomiocitos, lo que sugiere que la modulación en el proteoma
mitocondrial por la restricción calórica puede atenuar los trastornos
cardiovasculares inducidos por la Ang II. Por otra parte, el análisis LC-MS / MSetiqueta libre comparativo reveló que la sobrecarga de presión hipertrofia cardiaca
inducida por la constricción aórtica provocó regulación a la baja en la abundancia
de proteínas mitocondriales de la oxidación de ácidos grasos y la regulación al
alza de las subunidades de la piruvato deshidrogenasa y proteínas del ciclo del
ácido tricarboxílico . Estos datos sostienen el papel de los componentes de RAS
en la remodelación cardiaca inducida por Ang II, así como la relación entre la
disfunción mitocondrial, el metabolismo cardiaco alterado (por ejemplo, regulación
a la baja de los genes mitocondriales y el metabolismo lipídico), y el proteoma
como factores cruciales en la hipertrofia patológica cardiaca.
A pesar de la dificultad técnica en la separación de citosólica de proteínas
mitocondriales y otros contaminantes, así como la determinación de las proteínas
citosólicas pertinentes que se translocan a las mitocondrias durante varios
procesos fisiológicos , la investigación en el proteoma mitocondrial es un tema
importante en la mala adaptación en hipertrofia cardiaca. Varios datos indican
disfunción mitocondrial y el deterioro en el metabolismo de los cardiomiocitos
como fuertes características de sobrecarga de la hipertrofia cardiaca . Por otra
parte, el proteoma mitocondrial cardiaca alterada se demostró recientemente para
preceder y contribuir al desarrollo de la hipertensión en ratas espontáneamente
hipertensas . En este estudio, los autores mostraron por 2D-DIGE combinado con
MALDI TOF / TOF que prehipertensos (ratas 4 semanas de edad) y, además
etapa hipertensiva (ratas de 20 semanas de edad) puerto proteoma mitocondrial
distinta en la porción ventrículo izquierdo. Se observó que la etapa de prehipertensión presenta una mayor alteración del proteoma (alteración significativa
de 33 puntos de proteínas.
Hipertrofia de los miocitos también es estimulada por diferentes vías de
señalización a través de la estimulación de la endotelina-1 (ET-1), que incluye la
proteína quinasa C, fosfatidilinositol 3-quinasa, y mitogen-activated proteína
quinasa (MAPK).
La endotelina-1 es un fuerte hormona péptido vasoconstrictor y estimulador de la
RAS, que es ampliamente utilizado para inducir la hipertrofia cardíaca . Autores
encontraron que doce diferentes proteínas se expresan de forma diferente en los
cardiomiocitos tratados con ET-1 en comparación con el control de las células
cardíacas no tratados, en los que se upregulated ocho proteínas y otros tres
downregulated. De esos, alphaB-cristalina, asociada con la cardioprotección y
ANP, un biomarcador de la hipertrofia patológica, presentó los más altos
upregulations . Un estudio más reciente encontró datos similares, lo que indica
que la hipertrofia de los cardiomiocitos inducida por ET-1 dirigido a la modulación
proteoma con el aumento en la expresión de las especies de proteína desmina .
Otros estímulos hipertróficos cardiacos, tales como isoproterenol (ISO), promueve
una alteración en el tejido cardiaco sano y en el proteoma cardíaco, que se
muestra por 2-DE MS / MS . El isoproterenol es una catecolamina aplicado
ampliamente en la investigación cardiovascular como un modelo para la
estimulación adrenérgica con una estrecha asociación con hipertrofia cardiaca
patológica
Ejercicio extenuate e hipertrofia cardiaca
TÍTULO DEL ARTÍCULO
EFECTOS DE LA HIPERTENSION Y E L EJERCICIO EN LA
REMODELACION DEL PROTEOMA CARDIACO .
AUTOR
Bernardo A. Petriz and Octavio L. Franco
BioMed Research International
Volume 2014, A
BIBLIOGRA FÍA
La plasticidad cardiomiocitos juega un papel importante en la adaptación del corazón y la mala
adaptación a los estímulos externos, tales como el embarazo, el ejercicio, la patología crónica y
trastornos genéticos. Como se ha mencionado durante esta revisión, la remodelación cardíaca es
una modificación complejab del fenotipo resultante de estímulos externos e intrínseco negativo
seguido de señalización alternativa en el interior celular, la regulación de genes, y la modulación
proteoma cardíaco . En este contexto, la hipertrofia fisiológica y patológica muestran un
mecanismo molecular distinto, también confirmado por los datos proteómicos [1. En la sección
anterior, se muestran varias proteínas relacionadas con el metabolismo, la contracción de los
miocitos, y la respuesta de estrés que ser alterado en la hipertrofi a patológica, especialmente en
LV. Por lo tanto, estas modulaciones proteoma se asociaron con la alteración del metabolismo,
fibrosis y disfunción contráctil visto en los corazones hipertensos [49, 50]. Por último, la hipertrofia
patológica se caracteriza como un proceso irreversible la hipertorfia causada por el ejercicio e s
unh proceso reversible .
Elaborado por
IVONNE CANO M
NOMBRE DEL RESIDENTE QUE LA ELABORA
RESIDENTE II AÑO
MEDICINA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE FUCS
FECHA
Bogotá - Colombia