Endotelio en La Proteccioon Vascular

27 Rev Esp Cardiol 2002;55(Supl 1):17-26 17

Las clulas endoteliales (CE) son clulas altamente es-pecializadas capaces de adaptar su estado funcional a est-mulos diversos, por lo que el endotelio ejerce diversas fun-ciones ateroprotectoras: regula la coagulacin, la trombosisy el sistema fibrinoltico, modula la actividad de las clulasmusculares de la capa media (tono vascular/proliferacin) ycontrola el trnsito de macromolculas y clulas inflamato-rias a la pared. Cuando estas funciones son perturbadas(disfuncin endotelial) se favorece el desarrollo de lesionesaterosclerticas. Entre los estmulos fisiopatolgicos quepueden causar disfuncin endotelial destacan los valoresde lpidos plasmticos, en particular las lipoprotenas debaja (LDL) y muy baja densidad (VLDL). Las LDL se han in-volucrado en el aumento de permeabilidad y de adhesincelular, as como en la alteracin de la produccin de mol-culas vasoactivas (xido ntrico [NO], prostaciclina [PGI2]),mientras que las VLDL parecen afectar sobre todo a la se-crecin de componentes del sistema fibrinoltico (activadordel plasmingeno tisular [t-PA] y su inhibidor [PAI-I]). Lafuncin endotelial es dirigida por un reducido nmero de ge-nes (factores de transcripcin) que modulan la respuesta delas CE a estmulos inflamatorios (factor nuclear kappa beta,NF-) o a condiciones de flujo (genes regulados a travsde elementos de respuesta a fuerzas de cizalladura,SSRE). Adems, en los mecanismos de disfuncin endote-lial pueden estar involucrados otros factores que controlanrutas biosintticas vasculares relevantes, como la ruta desntesis de colesterol, que es regulada en diferentes locali-zaciones por protenas de unin a elementos de respuestaa esteroles (SREBP).

Palabras clave: Endotelio. Disfuncin endotelial. Lipo-protenas.

Endothelium and vascular protection: an update

Endothelial cells (EC) are highly specialized cells cableof modulating their functional stage in response to diffe-rent stimuli. The endothelium has various atheroprotecti-ve functions: it regulates coagulation, thrombosis and thefibrinolytic system; it modulates the activity of smoothmuscle cells (vascular tone/proliferation) and controls thetraffic of macromolecules and inflammatory cells to thevessel wall. Impairment of these functions (endothelialdysfunction) potentiates the development of atherosclero-tic lesions. High levels of plasma lipids, particularly, low-density (LDL) and very-low-density lipoproteins (VLDL)are among the pathophysiologic stimuli that induce endot-helial dysfunction. LDLs have been implicated in the in-duction of changes in permeability, cell adhesion and secretion of vasoactive molecules (nitric oxide [NO], pros-tacycline [PGI2]), while VLDLs seem to modulate the fibri-nolytic system [tissue plasminogen activator (t-PA) and itsinhibitor (PAI-I)]. Endothelial function is controlled by asmall number of genes (transcription factors) that modula-te EC response to inflammatory stimuli (nuclear factorkappa beta, NF-) or flow conditions (genes-regulatedby shear-stress-responsive elements, SSREs). In addi-tion, the control of key cellular biosynthetic pathways,such as endothelial cholesterol biosynthesis, are regula-ted by sterol-regulatory-elements binding proteins (SREBPs)that could be involved in the maintenance of normal en-dothelial function.

Key words: Endothelium. Endothelial dysfunction. Lipo-proteins.

PRO B L E M A S R E L E VA N T E S E N C A R D I O L O G A , 2001

Endotelio en la proteccin vascular: nuevos conocimientosLina Badimn y Jos Martnez-Gonzlez

Centro de Investigacin Cardiovascular. IIBB/CSIC-Institut de Recerca del Hospital Santa Creu i Sant Pau.Barcelona.

Correspondencia: Prof. Lina Badimn.Laboratorio de Investigacin Cardiovascular.Hospital de San Pablo.Avda. S. Antonio M. Claret, 167. 08025 Barcelona.Correo electrnico: [email protected]

INTRODUCCINLa monocapa de clulas endoteliales (CE) que tapi-

za las paredes vasculares controla la comunicacinentre la sangre y los vasos, ejerciendo un papel dualcomo sensor y transmisor de seales. Las CE son ca-

paces de detectar cambios tanto de tipo fsico, relacio-nados con el estrs mecnico producido por el flujosanguneo, la presin arterial o la distensin de la pa-red, como de tipo qumico, debidos a la liberacin desustancias por parte de las clulas sanguneas o de lostejidos. Su capacidad de adaptarse funcionalmente aestos estmulos le confiere un papel clave en la regu-lacin de la homeostasis vascular a la cual contribuyemediante la liberacin de mltiples sustancias activas(fig. 1). Cuando se produce un desequilibrio en la bio-disponibilidad de dichas sustancias que predisponga ala agregacin plaquetaria, la trombosis, la inflama-

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cin, la vasoconstriccin o que produzca un incre-mento de la permeabilidad vascular, se habla de dis-funcin endotelial1. En las ltimas dcadas se ha evi-denciado que ciertos factores de riesgo coronario biencaracterizados (LDL, tabaquismo, diabetes, hiperten-sin...) y otros factores emergentes (radicales libres

de oxgeno, homocistena, infecciones, dficit estro-gnico) producen disfuncin endotelial1. Adems,de forma experimental se ha demostrado que la fun-cin endotelial se ve afectada por numerosos factoresvinculados con la cardiopata isqumica, en especialcon los valores de lipoprotenas (LDL, Lp[a]) y conotras protenas plasmticas (trombina, plasmina, anti-cuerpos, etc.).

El endotelio como barrera de permeabilidadselectiva para macromolculas

El endotelio de las arterias coronarias y del resto degrandes arterias es de tipo continuo, caracterizado poruniones intercelulares estrechas que restringen el trfi-co de macromolculas. Las CE son clulas altamenteespecializadas que se orientan longitudinalmente en ladireccin del flujo sanguneo y que poseen polaridad(superficie luminal en contacto con la luz vascularfrente a la superficie estrechamente unida a la mem-brana basal). El incremento de permeabilidad endote-lial parece vinculado a un proceso de contraccin celu-lar mediado por calcio y a una desorganizacin delcitosqueleto. Diversos estmulos fisiopatolgicos,como la trombina2, generada como consecuencia de laactivacin de la cascada de la coagulacin, o las lipo-protenas3, producen cambios espectaculares en la per-meabilidad endotelial. El efecto de la trombina pareceligado a una desorganizacin del complejo VE-caderi-na-catenina que forma las uniones intercelulares2.

El incremento de la permeabilidad endotelial, pro-ducida por las LDL, ha sido observado in vitro4, exvivo5 e in vivo6. De hecho, hasta hoy la nica forma deinducir lesiones aterosclerticas en animales de expe-rimentacin, similares a las encontradas en las arteriashumanas, es mediante la administracin de dietas ricasen colesterol y grasa saturada. Este tipo de dietas pro-duce un aumento de las concentraciones de LDL enplasma y facilita su acumulacin en el espacio suben-dotelial en zonas donde la permeabilidad se halla in-crementada (fig. 2). En estos modelos animales se haobservado que las regiones ms propensas a desarro-llar lesiones aterosclerticas presentan una mayor per-meabilidad a las LDL y las VLDL7. Este efecto de laslipoprotenas parece vinculado a la desorganizacinque producen en el citosqueleto celular8,9, en el que seha involucrado a las protenas Rho9.

Finalmente, se ha observado que concentracionesaterognicas de LDL nativas y bajas concentracionesde LDL oxidadas (LDLox) incrementan la permeabili-dad vascular, ya que reducen el contenido de proteo-glucanos de heparan sulfato que componen la matrizextracelular del espacio subendotelial. Este efecto seproducira mediante una regulacin negativa de la sn-tesis de estas molculas, as como de un incremento desu degradacin gracias a la induccin de la secrecinendotelial de heparanasa10.


Badimn L, et al. Endotelio en la proteccin vascular: nuevos conocimientos

ABREVIATURAS

5HT: 5-hidroxitriptamina (serotonina).AA: cido araquidnico.ADP: adenosindifosfato.bFGF: factor de crecimiento de fibroblastos bsico.BK: bradicinina.CAM: molculas de adhesin celular.CE: clulas endoteliales.CML: clulas musculares lisas.eNOS: xido ntrico sintasa endotelial.ET: endotelina.G-CSF: factor estimulante de colonias

de granulocitos.GM-CSF: factor estimulante de colonias

de granulocitos y macrfagos.GMP: guanosinmonofosfato.HDL: lipoprotenas de alta densidad.ICAM-1: molcula de adhesin intercelular-1.IL-1: interleucina-1 beta.LDL: lipoprotenas de baja densidad.LDLmm: LDL mnimamente modificadas.LDLox: LDL oxidadas.LDLR: receptor de LDL.Lp(a): lipoprotena (a).MCP-1: protena quimiotctica de monocitos.M-CSF: factor estimulante de colonias

de macrfagos.NF-: factor nuclear kappa beta.nLDL: LDL nativas.NO: xido ntrico.PAF: factor activador de plaquetas.PAI-1: inhibidor-1 del t-PA.PDGF: factor de crecimiento derivado

de las plaquetas.PGI2: prostaciclina.PPA-R: receptor activador de la proliferacin

de peroxisomas gamma.SREBP: protenas de unin a elementos

de regulacin por esteroles.SSRE: elementos de respuesta a flujo.TGF-: factor de crecimiento transformador beta.TNF-: factor de necrosis tumoral alfa.t-PA: activador tisular del plasmingeno.TXA2: tromboxano A2.VCAM-1: molcula de adhesin vascular-1.VEGF: factor de crecimiento del endoteliovascular.VLDL: lipoprotenas de muy baja densidad.


El endotelio como regulador de la respuestavascular a estmulos inflamatorios

La arteriosclerosis presenta caractersticas de enfer-medad inflamatoria crnica, y los resultados obteni-dos en modelos animales, en los que se induce el de-sarrollo de lesiones aterosclerticas, evidencian larelevancia del endotelio en el desarrollo y la perpetua-cin de dicho estado inflamatorio. El endotelio activa-do expresa/secreta citocinas (como la interleucina-1[IL-1]), factores de crecimiento (PDGF, bFGF...), fac-tores quimioatrayentes (protena-1 quimiotctica paramonocitos [MCP-1]) y protenas de superficie que actan como molculas de adhesin (CAM) de leuco-citos circulantes11,12. Cybulski y Gimbrone, en un es-tudio pionero llevado a cabo en conejos hipercoleste-rolmicos, demostraron que en el endotelio de las

reas donde se infiltran monocitos y se desarrollan le-siones arteriosclerticas se detectaban elevados valo-res de una de estas CAM, la molcula de adhesinvascular-1 (VCAM-1), cuya expresin es indetectableen el endotelio normal13. Otra de las CAM de la quese dispone de mayor evidencias experimentales sobresu papel en la adhesin de monocitos es la P-selecti-na. La P-selectina, que est almacenada en los cuer-pos de Weibel-Palade junto con el factor de von Wi-llebrand (vWF) (fig. 3), se expone en la superficie delas CE de las lesiones aterosclerticas pero no en re-as sin lesin14.

El dominio extracelular de las CAM (tabla 1) puedeliberarse al torrente circulatorio, y parece que sus va-lores circulantes se correlacionan con la expresin anivel celular. Por ello, actualmente se evalan dichosvalores como marcadores de evolucin de las lesiones



MCP-1, IL-1, TGF

Molculas vasoactivas

Trombina, plasmina Metabolitos del AA BK, 5HT, ADP

Fuerzas fsicas

Flujo sanguneo Presin arterial Distensin

Clulas circulantes

Plaquetas Leucocitos

Adhesin de leucocitos

Barrera selectiva

Transduccin defuerzas mecnicas

Coagulacin

Agregacin de plaquetas

Fibrinlisis

Tono vascular Proliferacin CML

NO, PGI2, ET, TXA2, O2. OH

PDGF, FGF, VEGF VCAM-1, ICAM-1, E- y P-selectina t-PA, PAI-1, trombomodulina

MCP-1, IL-1, TGF-

Fig. 2. Disfuncin endotelial en la aterognesis. Las LDL interaccionan con componentes de la matriz extracelular (proteoglucanos y glucosamino-glucanos) presentes en la ntima lo que favorece su degradacin proteoltica y su oxidacin. Las LDLox per se inducen la expresin de factores qui-miotcticos (MCP-1) y de molculas de adhesin (VCAM-1 y P-selectina), que son clave en el proceso de reclutamiento de monocitos. Los leucoci-tos ruedan sobre la superficie endotelial y se unen primero dbilmente a las selectinas, y posteriormente con ms fuerza a CAM de la familia de lasinmunoglobulinas (ICAM y VCAM), cuyos valores de expresin se encuentran incrementados en las reas de lesin.

Fig. 1. Factores derivados del endotelio.Molculas secretadas por el endotelioen respuesta a estmulos (clulas circu-lantes, sustancias vasoactivas, fuerzasfsicas) y funciones vasculares regula-das por el endotelio.


aterosclerticas y procesos patolgicos asociados (dia-betes, dislipemias, hipertensin y reestenosis postan-gioplastia). En general, estas enfermedades producenun aumento de las concentraciones de las formas solu-bles de algunas de las CAM mencionadas. Se han en-

contrado valores elevados de las formas solubles deICAM-1 y P-selectina en pacientes con cardiopata is-qumica15,16, y de ICAM-1 y VCAM-1 en pacientescon hipertrigliceridemia17 y enfermedad arterioscler-tica perifrica o cerebral18,19. En el Physicians HealthStudy los valores circulantes de ICAM-1 en el mo-mento de la seleccin de los pacientes predijo el desa-rrollo de episodios cardiovasculares a largo plazo, y sucorrelacin con otros marcadores de inflamacin comolos valores de protena C reactiva20. Recientemente,nuestro grupo ha evidenciado que el tratamiento coninhibidores de la HMG-CoA reductasa mejora la fun-cin endotelial de pacientes con hipercolesterolemiafamiliar heterozigota, y reduce significativamente lasconcentraciones circulantes de E-selectina21 (fig. 4).Por tanto, en estos pacientes la mejora de la respuestavasodilatadora dependiente del endotelio parece, ade-ms, asociada a una disminucin de la activacin/le-sin endotelial.

El endotelio como regulador del tonovascular: papel del xido ntrico

Desde su descubrimiento y caracterizacin22,23, elxido ntrico (NO) se ha revelado como la molculams verstil que sintetiza el endotelio, ya que posee la



Fig. 3. Molculas de adhesin en CEen cultivo. Las CE en cultivo crecenen monocapa y adquieren una dispo-sicin tpica en forma de adoquina-do. Se muestra la tincin de dosprotenas implicadas en la adhesin:el factor de von Willebrand (vWF) y laP-selectina, ambas se almacenan enlos cuerpos de Weibel-Palade y sonexpuestas/secretadas cuando la clulaes estimulada.

20

15

10

5

0

*

*

Basal 12 semanas 52 semanas

sE-s

elec

tina

(ng/

ml)

Fig. 4. Valores de E-selectina circulantes (sE-selectina) en pacientescon hipercolesterolemia familiar en el momento de comenzar el trata-miento con simvastatina (basal) y despus de 12 y 52 semanas de serinstaurado el tratamiento. (Modificado de Alonso et al21.)

TABLA 1. Molculas de adhesin expresadas por el endotelio y otras clulas implicadas en la arteriosclerosisFamilia Molcula/nomenclatura (CD) Clula Ligando

Selectinas E-selectina (ELAM-1, CD62E) Endotelio Sialil-Lewis y LewisP-selectina (CD62P, PADGEM) Endotelio, plaquetas Sialil-Lewis y LewisL-selectina (CD62L) Leucocitos Sialil-Lewis y Lewis

Inmunoglobulinas ICAM-1 (CD54) Endotelio, lneas leucocitarias LFA-1 y Mac-1ICAM-2 Endotelio, plaquetas LFA-1 y Mac-1ICAM-3 (CD50) LeucocitosVCAM-1 (CD106) Endotelio, CML VLA-4PECAM-1 (CD31) Endotelio, plaquetas, leucocitos

CML: clula muscular lisa. ELAM: molcula de adhesin de endotelio-leucocito. ICAM: molcula de adhesin intercelular. VCAM: molcula de adhesin vascular.PECAM: molcula de adhesin de plaquetas y clulas endoteliales. LFA: antgeno asociado a funcin de leucocitos. VLA: antgeno de activacin muy tarda.


mayor parte de las propiedades ateroprotectoras que sele atribuyen a ste: vasodilatador, antiagregante pla-quetario, inhibidor de la proliferacin de las CML, an-tioxidante e inhibidor de la expresin de CAM y la ad-hesin de monocitos. Por tanto, a travs de laalteracin de la produccin de NO los estmulos atero-gnicos perturban profundamente la homeostasis vas-cular y potencian el desarrollo de lesiones ateroscler-ticas. Esta disminucin de la dilatacin dependientedel endotelio es la manifestacin ms temprana de ladisfuncin endotelial. Se observa tanto en pacientescon hipercolesterolemia como en aquellos con valoreselevados de Lp(a), diabetes u homocistinuria24,25. La

alteracin de la dilatacin dependiente del endotelioproducida por la hipercolesterolemia se debe a unadisminucin de la biodisponibilidad de NO26. Las LDLpueden alterar la produccin de NO actuando de dife-rentes formas: incrementando la fraccin de la enzimaque regula la produccin de NO (la xido ntrico sinta-sa endotelial, eNOS) unida a caveolina-1, y por tantoinsensible a la regulacin por calcio-calmodulina27, in-crementando la degradacin del NO28, o bien aumen-tando la inhibicin competitiva de la formacin de NOpor ADMA (asymmetric dimethylarginine), un inhibi-dor endgeno cuyos valores se encuentran elevados enpacientes hipercolesterolmicos29. Sin embargo, in



Fig. 5. Efecto de concentracio-nes aterognicas de LDL sobrelos valores de ARN mensajero(ARNm) y protena de la enzimaeNOS. A) Western blot quemuestra la inhibicin dependien-te de tiempo de los valores de laenzima eNOS en CE humanaspor concentraciones aterogni-cas de LDL (180 mg/dl). En es-tas condiciones no se vieronafectados los valores de cicloo-xigenasa-1 (Cox-1), enzima re-guladora de la produccin deprostaciclina. B) Northern blotque pone de manifiesto la inhibi-cin dependiente del tiempo delos valores de ARNm de eNOS. C y D) Inhibicin dependiente de la dosis de los valores de protena (C) y ARNm (D) de eNOS por las nLDL. (Modifi-cado de Vidal et al32.)

B1,0

0,5

0,10 8 16 24

Tiempo (h)

** *

eNOS

ARN

m(in

tens

idad

rela

tiva) Control

nLDL

nLDL/sim

Fig. 6. Incremento de la vidamedia del ARN mensajero deeNOS por inhibidores de laHMG-CoA reductasa. A) CE hu-manas fueron incubadas conLDL (LDL, 180 mg/dl) en ausen-cia o en presencia de simvastati-na (sim, 0,1 mol/l) durante 48h y, posteriormente, durantetiempos variables (de 8 a 24 h)en presencia de un inhibidor dela transcripcin. Se ilustra unexperimento representativo deNorthern blot donde se apreciacmo la simvastatina incremen-ta significativamente la vida me-dia del mensajero de eNOS. B)Resultado de la cuantificacinde los experimentos de Nort-hern blot. *< 0,05 frente a con-trol. (Modificado de Martnez-Gonzlez et al33.)

Tiempo (h)

eNOS

eNOSeNOS

ARNmARNm

ARNr

Control nLDL nLDL/sim

ARNr

eNOS

Cox-1

CTCTA

A

BD

C6

0 8 16 24 0 8 16 24 0 8 16 24

12 24 48 10 90 18045LDL (mg/dl)


vivo la hiptesis ms verosmil parece ser una reduc-cin neta de la actividad de la enzima eNOS debido auna inhibicin de las concentraciones de ARNm y laprotena de esta enzima. Esta inhibicin se ha observa-do in vitro en respuesta a LDLox30 y concentracionesaterognicas de LDL nativas31,32,33 (fig. 5). Adems, seha observado que las arterias humanas con lesionesaterosclerticas contienen menor cantidad de eNOS34.

La mejora de la funcin endotelial producida porlos tratamientos con frmacos hipolipemiantes35,36 hallevado a un intenso estudio de los mecanismos mole-culares que subyacen a tales efectos. Actualmente, va-rios grupos de investigacin han puesto de manifiestoen CE en cultivo que la temprana mejora de la dilata-cin dependiente del endotelio producida por los inhi-bidores de la HMG-CoA reductasa se debe a un incre-mento de la vida media del ARNm que codifica para laenzima eNOS33 (fig. 6).

El endotelio como regulador del equilibriohemosttico/trombtico

Durante muchos aos la incapacidad del endoteliode activar la cascada de coagulacin y fomentar la ad-hesin de plaquetas se consider una funcin pasiva,relacionada con ciertas carencias ms que como resul-tado de su participacin activa en la hemostasia. Estaidea cambi al descubrirse que las CE producan pros-taciclina (PGI2), un extraordinario inhibidor de laagregacin plaquetaria. Posteriormente, se descubrique el NO acta sinergsticamente con la prostaciclinacomo antiagregante plaquetario23. De hecho, el NO in-hibe la adhesin, la activacin, la secrecin y la agre-gacin plaquetaria.

El endotelio ejerce un papel central en la regulacinde la hemostasia ya que aporta importantes elementosde los sistemas de coagulacin, trombosis y fibrinli-sis del organismo. Adems de NO y PGI2, las CE pro-ducen trombomodulina, molculas con actividad hepa-rina-like y ADPasa, que hidroliza el ADP (agreganteplaquetario). Como agentes protrombticos secretaPAF, molculas de adhesin para las plaquetas (comovWF, fibronectina y trombospondina) y factores de co-agulacin (como el factor V) y, en respuesta a distintosfactores fisiopatolgicos expresa factor tisular37.

El endotelio tambin regula la fibrinlisis, ya queproduce activador tisular del plasmingeno (t-PA),urocinasa e inhibidor-1 del t-PA (PAI-1). La biosnte-sis de estas molculas es alterada por los lpidos plas-mticos, particularmente por las VLDL38, que ejercensu accin a travs de un elemento de respuesta aVLDL presente en el promotor del gen que codificapara el PAI-139. Este efecto de las VLDL se incrementasi stas proceden de individuos con hipertrigliceride-mia39. La susceptibilidad individual a la alteracin deesta funcin endotelial por la hipertrigliceridemia pa-rece ligada a la presencia de ciertas variantes polimr-

ficas en el gen del PA-1, como el polimorfismo Hin-dIII que se ha asociado con diferencias en la actividady la capacidad de las VLDL de modular la produccinde PAI-140. Algunos estudios epidemiolgicos han en-contrado una asociacin entre los valores elevados decolesterol en plasma y tiempo prolongado de euglobi-na, lo que sugiere una alteracin del equilibrio entre laliberacin de activadores del plasmingeno y sus inhi-bidores por el endotelio41. El efecto de los inhibidoresde la HMG-CoA reductasa sobre el equilibrio t-PA/PAI-142,43 podra contribuir a los efectos vascularesdirectos que se han atribuido a estos frmacos.

Finalmente, los resultados de diferentes estudiosepidemiolgicos en relacin con el posible efecto delos lpidos sobre la produccin y la secrecin del vWFson contradictorios. Unos estudios sugieren que el ta-mao de las partculas de LDL es determinante de losvalores de vWF circulante41; otros han encontrado unacorrelacin entre los valores circulantes de vWF conlas cifras de triglicridos plasmticos y HDL, pero nocon los de colesterol total44; mientras que el estudioEURODIAB nicamente encontr una correlacin delos valores de vWF con el colesterol total y los trigli-cridos en varones, pero no en mujeres45.

Significacin fisiopatolgica del equilibrioproliferacin/apoptosis en el endotelio

En condiciones normales las CE tienen un ndice derecambio muy bajo, que aumenta significativamenteen las zonas ms vulnerables a la aparicin de lesio-nes, donde tambin se observa un mayor nmero declulas en proceso de apoptosis. De hecho, el flujo la-minar, que se considera uno de los factores endgenosde mayor poder antiaterognico, protege a las CE inhi-biendo la apoptosis46. Por el contrario, algunos facto-res proaterognicos, como las LDLox47, las citocinasinflamatorias, la angiotensina II y las especies reacti-vas de oxgeno, inducen apoptosis de las CE48. Ade-ms, recientemente hemos observado que las LDL na-tivas a concentraciones aterognicas promueven per seapoptosis de las CE49. Por tanto, los valores circulantesde LDL modulan profundamente la fisiologa del en-dotelio vascular y pueden condicionar la capacidad derespuesta de ste a estmulos proaterognicos vincula-dos con otros factores de riesgo.

La relevancia del endotelio en la homeostasis de lapared vascular se evidencia de forma espectacular enlas intervenciones intravasculares que causan desendo-telizacin, con la consiguiente prdida temporal de lasfunciones vasoprotectoras que ste realiza. La prdidadel endotelio y la exposicin del contenido de las pla-cas aterosclerticas, sobre todo el componenete lipdi-co50, activa la adhesin/agregacin de plaquetas, queliberan localmente factores quimiotcticos y mitogni-cos que ponen en marcha la reparacin de la paredvascular51. Aunque los mecanismos moleculares impli-




cados en la recuperacin de un endotelio funcional seactivan de forma inmediata, la exposicin de la pareddesprovista de endotelio puede persistir durante variassemanas52. En la reparacin vascular se implican lasCE, que a partir de los bordes del endotelio intacto co-lonizan las reas contiguas desendotelizadas y lasCML, que proliferan y secretan matriz extracelular53.

La reendotelizacin se activa por la prdida de la in-hibicin por contacto de la replicacin, que mantieneal endotelio inactivo, y por la liberacin local de facto-res que especficamente potencian dicha actividad,como el factor de crecimiento de endotelio vascular(VEGF)54 y el factor de crecimiento derivado de fibro-blastos (FGF)55. El primero de ellos es sintetizado porlas CML y ejerce un efecto trfico de forma relativa-mente especfica sobre las CE, mientras que el FGF loproducen y almacenan tanto las CE como las CML, yejerce efectos sobre ambas. El efecto de estos factores,particularmente del FGF, puede prolongarse en eltiempo ya que puede permanecer activo unido a prote-nas de matriz extracelular. El NO tambin desempea

un papel en los mecanismos de reparacin vascular. ElNO estimula la migracin y la proliferacin de lasCE56, lo que juntamente con su efecto inhibitorio sobrela migracin y la proliferacin de las CML57, facilita lareendotelizacin y limita la proliferacin neointimalligada a la lesin vascular. De hecho, en modelos ex-perimentales se ha observado que las reas que reen-dotelizan antes presentan un menor grado de engrosa-miento intimal y una proliferacin de las CML58.

Regulacin de la funcin endotelial medianteel control de la expresin gnica

La disfuncin endotelial asociada a la aterognesisimplica una alteracin profunda de su patrn de expre-sin gnica que conlleva la induccin de genes que encondiciones fisiolgicas estaran reprimidos, as comola inhibicin de otros expresados en condiciones nor-males. Uno de los principales moduladores de la ex-presin endotelial de genes es el rgimen de flujo alque est expuesto el endotelio. Las lesiones ateroscle-



B

SREB

P-2

ARNm

(% d

e lo

s co

ntro

les)

120

100

80

60

40

20

00 50 90 140 180

LDL (mg/dl)

Fig. 7. Modulacin de la expre-sin endotelial de SREBP-2 porlas LDL. A) Inhibicin depen-diente de la dosis de los nivelesde ARNm de SREBP-2 (princi-pal factor de transcripcin im-plicado en la regulacin gnicamediada por colesterol) porLDL en CE. B) Grfica que ilus-tra la cuantificacin de los valo-res de ARNm de SREBP-2 ob-tenidos mediante la reaccin encadena de la polimerasa. (Mo-dificado de Rodrguez et al68.)

SREBP-2

GAPDH

A

50 90 140 180CT

LDL (mg/dl)


rticas humanas se localizan preferentemente en lasbifurcaciones y curvaturas de las arterias, donde el flu-jo sanguneo es lento u oscilatorio59. Por el contrario,las regiones de flujo laminar uniforme parecen estarrelativamente protegidas del desarrollo de lesiones60.En los ltimos aos se ha comenzado a comprenderlos mecanismos que subyacen en la modulacin de lafuncin endotelial por fuerzas mecnicas. Utilizandotcnicas de anlisis diferencial de la expresin gnicase han identificado varios genes que son especfica-mente inducidos por flujo laminar, como la ciclooxi-genasa-2 y la eNOS61. Por el contrario, en condicionesde flujo turbulento no se produce la activacin de di-chos genes. El flujo prcticamente modula todas lasmolculas producidas por el endotelio: molculas queregulan el tono vascular (NO, endotelina-1), el cre-cimiento celular (FGF, PDGF-AA y -BB, TGF-), laadhesin (MCP-1, VCAM-1, ICAM-1), la fibrinlisis(t-PA) y la trombosis (trombomodulina y factor tisu-lar)62-64. Los mecanismos responsables de la modula-cin por flujo estn siendo objeto de estudio. Pareceque estos efectos se deben, al menos en parte, a la pre-sencia en el promotor de estos genes de elementos derespuesta a flujo (shear stress response elements,SSRE)65. Adems, el flujo modula la activacin de mltiples factores de transcripcin (NF-, Egr-1,c-jun, c-fos) implicados en la activacin/represin delos genes mencionados anteriormente66.

En los ltimos aos tambin se han acumulado evi-dencias que subrayan la relevancia el factor nuclearkappa beta (NF-) como comn denominador en laexpresin coordinada de los genes inducidos en la ac-tivacin endotelial67. El factor NF- se encuentra enel citoplasma en forma de heterodmero inactivo unidoa protenas inhibidoras denominadas genricamente I-. Cuando la clula recibe estmulos inflamatorios seactiva la fosforilizacin y ubiquitinacin de I-, loque sirve de seal para que sufra degradacin prote-oltica. Entonces, los heterodmeros se translocan alncleo donde activa la transcripcin de genes dianaque poseen en su promotor elementos de respuesta .Entre los genes regulados por NF- se encuentran lascitocinas (factor necrosante de tumores [TNF- e IL-1, -6 y -8]), los factores estimuladores de la formacinde colonias de granulocitos/macrfagos (G-CSF, M-CSF, GM-CSF), MCP-1, el factor tisular, varias mol-culas de adhesin (ICAM-1, VCAM-1) y c-myc.

Sin embargo, la disfuncin endotelial puede involu-crar a otros factores de transcripcin. En este sentido,en un reciente estudio realizado en un modelo porcinode hipercolesterolemia, mediante tcnicas de anlisisdiferencial de expresin gnica hemos puesto de mani-fiesto que las LDL, a travs de la regulacin de facto-res de transcripcin, como las protenas de unin a ele-mentos de regulacin por esteroles (sterol regulatoryelement binding proteins, SREBP), modulan la expre-sin de enzimas implicadas en la sntesis endgena de

colesterol, tanto en CE en cultivo como en la paredvascular in vivo68 (fig. 7). Dado que el nmero de ge-nes regulados por SREBP es muy amplio e incluye al-gunos de notable inters en el desarrollo de lesionesaterosclerticas, como los receptores de las LDL69 ylas HDL70, la lipoproteinlipasa71 y PPAR72, las LDLnativas podran afectar a otros muchos genes a travsde la modulacin de la actividad de estos factores detranscripcin.

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