Modelos experimentales para el estudio del síndrome de apnea/hipopnea durante el sueño: mecanismos implicados.

Abstract

[spa] El síndrome de apneas-hipopneas durante el sueño (SAHS) consiste en la aparición de episodios recurrentes de limitación al paso del aire durante el sueño, como consecuencia de una alteración anatómico-funcional de la vía aérea superior que conduce a su colapso, provocando descensos de la saturación de oxihemoglobina y microdespertares transitorios que dan lugar a un sueño no reparador, somnolencia diurna excesiva, trastornos neuropsiquiátricos, respiratorios y cardíacos. No obstante, no están todavía claramente dilucidados los mecanismos por los que SAHS puede desencadenar una patología cardiovascular. Un posible mecanismo puede envolver el SAHS iniciando una disfunción vascular endotelial a través de diferentes vías como la hipoxemia, la producción de radicales libres de oxígeno y la activación simpática. La disfunción endotelial puede entonces dar lugar a vasoconstricción, proliferación de músculo liso vascular, hipercoagulabilidad, trombosis y eventualmente, procesos adversos cardiovasculares. Una mejora en el entendimiento del papel de las apneas recurrentes en promover las consecuencias adversas del SAHS tiene el potencial de estimular el desarrollo de nuevas terapias, en un esfuerzo para aliviar la asociada comorbilidad cardiovascular. Para este propósito, se han utilizado modelos experimentales de hipoxia/normoxia bien caracterizados, que consisten en cambios en la composición del aire ambiental, periodos de aire pobre en oxígeno (hipoxia) seguido de concentraciones normales de oxígeno (normoxia). Sin embargo los modelos descritos no tienen en cuenta los esfuerzos respiratorios acontecidos en los pacientes. Por ello, desarrollamos un modelo de rata que tuviese en cuenta tanto la condición de hipoxia/normoxia como los esfuerzos respiratorios. Las interacciones leucocito-célula endotelial fueron analizadas después de las 3 h de experimento mediante la microscopía intravital, mientras que la expresión de P-selectina se estudió mediante la técnica de inmunohistoquímica. Las citoquinas proinflamatorias, las moléculas vasoactivas y mediadores del estrés fueron analizados mediante ensayos enzimáticos. Los primeros resultados mostraron un incremento en el número de leucocitos en fase de rodamiento como en el número de leucocitos adheridos en el grupo sometido a apneas recurrentes. Además, estos resultados se correlacionaron con el aumento en la expresión de P-selectina en el endotelio vascular del grupo sometido a apneas recurrentes comparado con los grupos control. Estos resultados iniciales mostraron la evidencia del desencadenamiento de un proceso inflamatorio, sugiriendo que la activación de mediadores inflamatorios puede ser importante para el control de las patologías desencadenadas por el SAHS. Secundariamente, al evaluar el papel diferencial de la hipoxia/normoxia y del esfuerzo respiratorio en los animales, los niveles de las citoquinas proinflamatorias; TNF-alfa y IL-1beta, y de moléculas vasoactivas como el TxB2 y la 6kPGF1, así como, la activación del factor de transcripción NF-kB fueron analizados. Se expresó un aumento en los niveles de TNF-alfa y IL-1beta en los grupos sometidos a apneas recurrentes, esfuerzo respiratorio e hipoxia/normoxia. Por otra parte, la activación del factor de transcripción NF-kB aumentó principalmente en los animales sometidos a apneas recurrentes en tejido de pulmón y diafragma. Expresión que también se observó en el grupo hipoxia/normoxia en el tejido de pulmón. Sin embargo, el esfuerzo respiratorio generalmente no correlacionó con la activación del NF-kB, pero en cambio se relacionó con la expresión de citoquinas proinflamatorias. En los niveles plasmáticos de TxB2 y de 6kPGF1, fueron solamente significantes en los grupos sometidos a apneas recurrentes e hipoxia/normoxia, sugeriendo que la hipoxia/normoxia juega un papel más importante que el esfuerzo respiratorio en la liberación de moléculas vasoactivas. La tercera parte de esta tesis se focalizó en la puesta a punto de un modelo de rata crónico, el estudio del estrés generado mediante la variación del peso corporal y midiendo los niveles de corticosterona en plasma a lo largo de todo el experimento, además se midieron al final del experimento las moléculas vasoactivas; el TxB2 y la 6kPGF1. Los grupos manipulados presentaron una apreciable adecuación al sistema dado por los valores de peso corporal y de corticosterona que no fueron significativos al final del experimento. En el grupo sometido a apneas recurrentes, los niveles de TxB2 y 6kPGF1 mostraron diferencias con respecto a los grupos control, lo que se correlaciona con lo observado en el modelo agudo, que sugiere una relación entre las apneas y una respuesta vasoconstrictora. En conclusión esta tesis ha desarrollado dos nuevos modelos experimentales para el estudio del SAHS, sugiriendo mecanismos por los que el SAHS puede desencadenar en daño vascular, ayudando a una mejor comprensión de los mecanismos que promueven las consecuencias adversas del SAHS con el fin de estimular el desarrollo de nuevas terapias, en un esfuerzo para aliviar la asociada comorbilidad cardiovascular.

[eng] Obstructive sleep apnea (OSA) is a common disorder and is a risk factor for cardiovascular disease. To avoid the common confounders found in such patients, an animal model mimicking the recurrent upper airway obstructions characterizing OSA is a useful way to investigate the mechanisms involved in the consequences of this syndrome. The aim of the present thesis was to assess the differential role that oxygen desaturations and inspiratory efforts play in the potential induction of systemic inflammation and endothelial dysfunction in an animal model. A computer-controlled collapsible segment was placed in the rat upper airway to induce recurrent airway obstructions. Inflammatory and endothelial mediators in plasma and in tissues were measured as outcomes. Although strenuous breathing efforts contribute to inflammation, oxygen desaturations play a major role in the induction of systemic inflammation and, particularly, of endothelial dysfunction in OSA.