“Estudio en un modelo experimental in vivo e in vitro del efecto de un bloqueador de canales de Ca2+ (nifedipina) sobre la vasculatura pulmonar y la hipertensión arterial pulmonar hipóxica en pollos de engorde”

Abstract

La Hipertensión Arterial Pulmonar (HAP) de origen hipóxico es una enfermedad que afecta a pollos de engorde y a mamíferos como el hombre, que presenta elevada morbilidad y pronóstico desfavorable. La patogénesis involucra la disfunción endotelial, correlacionada con la alteración funcional de canales iónicos de calcio (Ca2+) y potasio (K+). Esto conlleva a aumento en la concentración de Ca2+ libre citosólico ([(Ca2+)i]), vasoconstricción sostenida y remodelación vascular. En este trabajo se analizó la acción de un bloqueador de los canales de Ca2+ (Nifedipina), in vivo e in vitro en pollos de engorde criados en ambiente de hipoxia crónica en la altura de Bogotá 2.638 metros sobre el nivel del mar (msnm). In vivo, se evaluó su efecto en dosis de 6 y 2 mg/Kg de peso vivo entre los días 4 a 21 y desde el día 22 hasta el 42, de 30 y 10 mg/Kg, respecto a un grupo control, sobre la incidencia de la HAP, el índice cardiaco (IC) y el grosor de la capa media muscular de las arteriolas pulmonares (%T) con diámetros de 50 a 100 micrómetros (μm). Hubo una reducción de la mortalidad relacionada con la dosis del fármaco. Los valores del IC de las aves que murieron espontáneamente con signos compatibles con HAP no presentaron diferencias estadísticas, tampoco entre las sacrificadas el día 42; sin embargo, sí las hubo entre los valores de IC de los pollos tratados no hipertensos (PNHP) e hipertensos (PHP) con respecto a los controles correspondientes. Los resultados de %T de los grupos tratados con 30 y 10 mg/Kg de nifedipina fueron significativamente menores (P0,05) comparados con el grupo control. El efecto vasodilatador y antimitógeno de la nifedipina probablemente se reflejó en los resultados benéficos sobre la presentación de la HAP, y la reducción del IC y del %T. En el experimento in vitro se evaluó el efecto de la Nifedipina sobre la contracción inducida por ET-1, en anillos de arteria pulmonar de PNHP y PHP. Hubo una respuesta significativamente incrementada a la ET-1 en los anillos vasculares provenientes de los PHP respecto a los PNHP (P0,05). La incubación con 1 micromolar (μM) de nifedipina no anuló completamente la contracción inducida por 1x10-7 Molar (M) de ET-1 en los anillos provenientes de los PNHP ni en los PHP, lo que podría sugerir la participación de fuentes de Ca2+ adicionales a las que se logran mediante el ingreso a través de los canales de Ca2+ operados por voltaje (VOCC) tipo L. La nifedipina redujo, en mayor proporción, la contracción inducida por ET-1 en PNHP, cuando se comparó con lo observado en anillos provenientes de PHP. Es indiscutible el papel del Ca2+ extracelular en el desarrollo de la HAP; sin embargo, la respuesta más eficiente a la nifedipina en los anillos de los PNHP, refuerza la importancia de otras fuentes que permitan la elevación de [(Ca2+)i] diferentes de los VOCC tipo-L en la HAP.

Abstract. Hypoxic Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is an illness that affects broiler chickens and mammals including humans, which has high morbidity and unfavorable prognosis. Its pathogenesis involves endothelial dysfunction correlated with the functional alteration of calcium (Ca2+) and potassium (K+) channels. This leads to increased cytosolic calcium concentration ([(Ca2+)i]), sustained vasoconstriction and vascular remodeling. In this work we analyzed the in vivo and in vitro effects of a calcium channel´s blocker (Nifedipine) in broilers maintained under chronic hypobaric hypoxia (2.638 meters above sea level in Bogotá, Colombia). The in vivo effect of nifedipine on the incidence of PAH was evaluated at individually given oral doses of 6 and 2 mg/Kg per body weight from 4 to 21 days and 30 and 10 mg/Kg, from days 22 to 42, compared to a control group. Cardiac index (CI) and the thickness of the muscular middle layer of 50 to 100 micrometers pulmonary arterioles (%T) were evaluated. There was a reduction in mortality related to drug dosage. The CI values in animals did not show statistical differences in chickens dying spontaneously. Likewise, in those animals slaughtered at the 42nd day. In contrast, differences were detected when comparing CI values of all treated birds (non pulmonary hypertensive chickens (NPHC) or pulmonary hypertensive chickens (PHC)) with those of the correspondent controls. %T values in the animal groups treated with 30 and 10 mg/Kg of nifedipine were significantly lower (P 0.05) as compared to the control group. The vasodilator and non mitogenic effects of nifedipine were probably beneficial on PAH incidence, and reduction of CI and %T. In the in vitro experiment related to the nifedipine effect on the contraction induced by in ET-1 in NPHC and PHC pulmonary artery rings were evaluated. There was a significant increased response to ET-1 in vascular rings from the PHC as related to NPHC (P 0.05). Incubation with nifedipine (1μM) did not completely remove the contraction induced by ET-1 (1x10-7 M) in rings from the NPHC as well as in PHC, which could suggest the involvement of sources of Ca2+ different to those achieved by entry through voltage-operated Ca2+ channels (VOCC) type L. Nifedipine reduced, to a greater extent, the contraction induced by ET-1 in NPHC, than in rings from PHC. The role of the extracellular Ca2+ in PAH development is out of discussion, even though, is necessary to consider other sources that can increase the levels of [(Ca2+)i], different from the L-type VOCC in PAH, which could be in harmony to the present findings related to the most efficient response to nifedipine in rings of NPHC.