Adaptaciones Vasoactivas en la Gestación Normal y Patológica Dra. Gloria Valdés S. Departamento de Nefrología y Centro de Investigaciones Médicas, Escuela de Medicina contrariamente Pontificia Universidad Católica Introducción Este artículo de revisión analizará mi línea de investigación más importante, aquella dedicada a comprender las relaciones entre los factores vasodilatadores y la adaptación de la circulación materna y uterina desde el inicio al término de la gestación. Esta línea partió a raíz de la necesidad de ofrecer el mejor de los tratamientos a la hipertensa embarazada y a su hijo, para lograr reducir la presión arterial de la madre sin deteriorar la perfusión del feto. A diferencia de de otras patologías - en que la normalidad se conoce a cabalidad - resulta más difícil comprender la normotensión y el descenso tensional del embarazo normal frente a las marcadas elevaciones de factores prohipertensógenos, que la elevación tensional de la preeclámptica situación en que estos factores son similares o están disminuidos respecto a la condición normal. a lo que se podía esperar, presentaban menor volumen plasmático y actividad de renina (datos no publicados), tal como lo han confirmado repetidos estudios posteriores. Estos hallazgos me llevaron a postular que la hipertensión de la embarazada era atribuible a un déficit de vasodilatadores, más que a un aumento de los factores presores. Debido a la influencia que recibí del Profesor Héctor R. Croxatto, nos interesó evaluar el sistema vasodilatador calicreína-cininas, utilizando un marcador que podemos en la actualidad considerar rudimentario, la excreción urinaria de calicreína - la enzima que pone en marcha a este sistema - que comparte similitudes al sistema vasoconstrictor renina-angiotensina (Figura 1). Este trabajo mostró un ascenso de esta enzima vasodilatadora a lo largo de todo el embarazo, que no se correlacionaba con la actividad de renina Búsqueda de un rol contraregulador de los vasodilatadores Los datos obtenidos en el primer estudio que realizamos en embarazadas normales y en portadoras de preeclampsia alrededor de 1975, para evaluar el volumen plasmático y la actividad de renina plasmática, reveló que las mujeres preeclámpticas, Figura 1: Sistemas vasodilatador calicreína-cinina, y vasoconstrictor renina-angiotensina, con sus factores interrelacionados que han sido objeto de nuestra investigación en diferentes etapas (en recuadros punteados, vacíos y de borde interrumpido lo evaluado en la etapa inicial, reciente y lo proyectado para los próximos 3 años respectivamente). MMP= Metaloproteinasas; VEGF= Factor de Crecimiento Endotelial; flt1 y flt2= Receptores de VEGF; B2 y B1R= Receptores de Bradicinina; ACE= Enzima de Conversión BOLETIN DE LA ESCUELA DE MEDICINA VOLUMEN 30 Nº2 - AÑO 2005 21 (1), lo que desde ese momento nos hizo dudar del rol compensador de calicreina. Nuevos trabajos confirmaron esta falta de relación, y enfatizaron que el alza de calicreína urinaria precede a la de los factores vasoconstrictores y alcanza su máximo entre las semanas 8 y 12 de una gestación que se extiende por 40 semanas (2,3). En el animal de experimentación comprobamos la consistencia de la respuesta vasodilatadora, observando una mayor excreción urinaria de calicreína a partir del día 4 de una gestación que dura 21 a 22 días, mientras que la actividad de renina sólo se incrementó en día 20 (4). Por lo tanto, pensamos que este sistema vasodilatador tenía una función primordial y no compensadora, y lo más lógico era suponer que aumentaba la irrigación uterina en la etapa en que el útero recibe al embrión. de la enzima es regulada por estrógeno y por estimulación intraluminal, y es inhibida por progesterona (8)., Los efectos clásicos de bradicinina, vasodilatación y aumento de la permeabilidad vascular, son mediados por el receptor de bradicinina de tipo 2 (B2R), que en el útero y placenta se expresa en los mismos tipos celulares que la enzima, y además en células deciduales, en lecho placentario, endotelio de arterias y venas uterinas, músculo liso vascular y miometrio (9). Todos los datos derivados del trabajo experimental apoyaron la hipótesis que el sistema calicreínacininas participa inicialmente en la fase postovulatoria del ciclo, cuando el útero se prepara a la gestación, luego en las primeras fases de la interacción maternoembrionaria y fetal, y finalmente en la mantención del flujo de la unidad fetoplacentaria (10). Comprobación de la expresión del sistema calicreína-cininas en el útero y placenta del animal de laboratorio Búsqueda de la expresión del sistema calicreína-cininas en la unidad úteroplacentaria humana La necesidad de explorar un rol de este sistema vasodilatador en el sitio de implantación y placentación, nos llevó a trabajar en el animal de laboratorio. En la rata gestante pudimos comprobar, mediante la identificación del RNA mensajero (RNAm) que codifica calicreína tisular, que calicreína es sintetizada en el útero, y que en el ciclo estral la proteína está aumentada en proestro, mientras que en la preñez asciende entre los días 5 a 7 de una gestación que dura 21 días (5,6). Mediante inmunohistoquímica demostramos que la enzima se encuentra predominantemente en el epitelio luminal y glandular de la zona de implantación, y luego, en la segunda mitad de la gestación en los sinusoides subplacentarios (7). Usando los modelos de ovariectomía, suplementación de estrógeno, pseudopreñez, implantación unilateral de embriones y estimulación intraluminal por aceite, pudimos comprobar que la síntesis 22 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE La descripción de una invasión superficial de las arterias espirales, realizada por Brosens, Robertson, Dixon en 1976 (11), hizo comprender a investigadores y clínicos que la preeclampsia es la expresión clínica de una placentación deficiente, por lo que el conocimiento del proceso de placentación es clave para comprender la etiología de la preeclampsia. En éste, la invasión trofoblástica del estroma uterino es fundamental para destruir las capas musculares de las arterias espirales y reemplazar el endotelio cambiando la morfología del vaso, y optimizando su capacidad vasodilatadora. Hay grupos que enfatizan el rol de las moléculas de adhesión en la penetración del trofoblasto, y otros el de factores inmunológicos, campo extraordinariamente atractivo ya que aún no está dilucidado el misterio de por qué la madre no rechaza al feto, como lo haría con un órgano recibido de este mismo hijo. Nuestro grupo ha planteado la hipótesis de que la vasodilatación y el aumento FACULTAD DE MEDICINA de permeabilidad capilar participan en la invasión trofoblástica, por un lado edematizando la decidua y haciéndola más penetrable, y por otro haciendo a la arteria espiral más complaciente a ser invadida por el trofoblasto. Una vez desarrollada la placenta, esta vasodilatación participaría en la mantención del flujo placentario y en la prevención de la coagulación. Por este motivo continuamos nuestro estudio con tejidos humanos, en los que logramos demostrar que calicreína se expresa en sinciciotrofoblasto – célula única que recubre las vellosidades coriales, vasos fetales, trofoblasto intravascular, todos sitios claves en la irrigación del feto. En los tejidos maternos, calicreína y su RNAm se expresan en epitelio luminal y glandular y en células endoteliales. El RNAm y el B2R se localizan en estos mismos tipos celulares y también en células deciduales, y en citotrofoblasto velloso, de columnas de anclaje e invasor (Figuras 2 A,B, Figuras 3 A,B). Nuestros hallazgos apoyan la hipótesis de que los vasodilatadores participan en la placentación y luego en la perfusión placentaria, dado la localización de calicreína y del receptor de bradicinina concordante con estos efectos (12,13). Incorporación del estudio componente vasodilatador sistema renina-angiotensina del del Pensando que la gestación tiene un valor crucial para la preservación de la especie, postulamos que debe protegerse con sistemas redundantes. Por este motivo, evaluamos el comportamiento de los componentes vasodilatadores del sistema renina-angiotensina, sistema vasoconstrictor por excelencia: angiotensina-(1-7) y enzima de conversión 2. En primer lugar, con la colaboración del grupo de la Universidad de WakeForest en Winston-Salem dirigido por Carlos Ferrario, comprobamos que la excreción de angiotensina-(1-7) aumenta a lo largo del embarazo (14,15). Es interesante ver como el perfil de calicreína ADAPTACIONES VASOACTIVAS EN LA GESTACIÓN NORMAL Y PATOLÓGICA Figura 2: Expresión de calicreína (KAL), receptor 2 de bradicinina Figura 3: Expresión de calicreína (KAL), receptor 2 de bradicinina (B2R), (B2R), angiotensina-(1-7) (ANG-(1-7), enzima de conversión 2 (ACE2) angiotensina-(1-7) (ANG-(1-7), enzima de conversión 2 (ACE2) y sintasa y sintasa de óxido nítrico endotelial (eNOS) en sinciciotrofoblasto de óxido nítrico endotelial (eNOS) en el citotrofoblasto invasor de (flechas) y capilares fetales (cabezas de flechas) de vellosidades placas basales de placentas de término de embarazos normales. coriales de placentas de término de embarazos normales. y de angiotensina-(1-7) en orina muestra que estos vasodilatadores están desfasados, conformando lo que podemos definir como “sistemas vasodilatadores de relevo”, eficaces para una condición de grandes variaciones hormonales como el embarazo (Figura 4). Volvimos a buscar estos factores en la unidad útero-placentaria de la rata gestante, encontrándolos en los mismos tipos celulares que expresan calicreína y el receptor 2 de bradicinina (16). En la mujer hemos podido demostrar que angiotensina-(1-7), y la enzima que la genera, se expresan en sincicio y citotrofloblasto velloso, citotrofoblasto invasor e intravascular, células deciduales, músculo liso de vellosidades principales, y endotelio fetal (17) (Figura 2, Figura 3). Estos son los mismos tipos celulares que expresan el receptor de bradicinina, al que angiotensina-(1-7) ha demostrado potenciar, por lo que planteamos que existe un repertorio de vasodilatadores que interactúa entre sí. Implicancias clínicas del predominio vasodilatador en el embarazo normal En colaboración con Alfredo Germain, del Departamento de Obstetricia de la Escuela de Medicina, administramos suplementación crónica con L-arginina, sustrato del potente vasodilador generado por el endotelio - óxido nítrico - a gestantes con historias obstétricas de abortos espontáneos a repetición o de preeclampsias severas, en quienes no se detectaron trombofilias. En ellas mejoró significativamente el resultado del embarazo tratado en comparación a sus embarazos previos (18), como se aprecia en la Tabla 1. Otra aplicación clínica de este enfoque centrado en la comprensión del embarazo como estado vasodilatador endógeno nos permitió apoyar con confianza a embarazadas con hipertensión pulmonar, condición en la que el riesgo materno aun cuando ha disminuido progresivamente, es aún de 30% entre 1997 y el 2001. En una paciente con hipertensión pulmonar primaria severa que controlamos desde el primer trimestre, pudimos demostrar que su resistencia pulmonar decreció significativamente, en asociación a aumentos significativos de los vasodilatadores urinarios (19). En otra embarazada con Síndrome de Eisenmenger, que recibimos pasadas las 30 semanas de gestación con desnutrición BOLETIN DE LA ESCUELA DE MEDICINA VOLUMEN 30 Nº2 - AÑO 2005 23 sentido llena de esperanza la afirmación de Benedicto XVI: “El progreso del pensamiento nos ayuda a comprender de nuevo la unidad interna de la Creación y la Evolución, de la fe y la razón, llamadas a purificarse mutuamente” (Discusión en Academia Católica de Baviera, Enero 2004). Figura 4: Excreción urinaria de calicreína activa y de angiotensina-(1-7) en ciclo, embarazo y lactancia en mujeres normales. intrauterina, la administración de Larginina, asociada a sildenafil, para potenciar la síntesis y la vida media del óxido nítrico, permitió la sobrevida materna y la obtención de un niño de peso y desarrollo adecuado (20). Proyecciones futuras Este año iniciamos un nuevo proyecto Fondecyt, en el que trataremos de comprender la relación morfo-funcional entre los diversos sistemas vasodilatadores uterinos en la cobaya, cuyo proceso de placentación es similar al de la mujer. A los factores estudiados, hemos agregado a las metaloproteinasas y al factor de crecimiento endotelial (VEGF) y sus receptores (flt1-flt2), todos ellos asociados al sistema calicreína-cininas (Figura 1), el sistema que inició nuestro estudio. Si bien el principal énfasis lo hemos puesto en la acción vasodilatadora del sistema calicreína-cininas, es altamente probable que por sus efectos mitogénicos y angiogénicos propios o derivados de la activación de factores asociados, participe en la proliferación celular y en la generación de vasos sanguíneos fundamental para el desarrollo de la placenta. Esperamos que esta investigación nos muestre como 24 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE podemos favorecer los sistemas endógenos para facilitar la irrigación de la placenta y el feto. Quisiera además que sea utilizado para comprender el proceso de placentación – y ojalá modificar, y así ayudar a parejas infértiles en las que el defecto reside en la receptividad uterina. Por último, el tiempo dedicado a la investigación en gestación me permite afirmar que la vida - que comienza en el momento de la concepción - no es desechable. Creo además que la comprensión de las adaptaciones maternas al embarazo permite afirmar que son muy escasas las situaciones clínicas en que un embarazo pone en peligro vital a la madre y que frente a estos casos una sociedad que rechaza el aborto debe proporcionar los mejores cuidados médicos posibles. Por último, creo que las vallas que pasa un embrión para desarrollarse en el útero materno son tan exigentes, que eliminarlo atenta contra la selección natural de la especie. Agradecimientos: Reflexiones finales En la actualidad, el inmenso progreso científico y técnico en el área de la reproducción crea un falso concepto de omnipotencia frente a la generación de la vida humana, que nos impide captar su inmensa fragilidad, que abarca desde la biología molecular a la afectividad humana. Frente al explosivo progreso científico reaccionamos en formas opuestas, con “fundamentalismos excluyentes”, que cierran nuestros ojos a los nuevos avances, o que empujan las posibilidades de intervención más allá de todos sus límites. Sin duda las problemáticas relacionadas con el inicio y el término de la vida son los mayores desafíos éticos que enfrenta no sólo la Medicina actual, sino toda la Sociedad. Estamos frente al desafío de aplicar el conocimiento adquirido con nuestra razón con una conciencia recta. En este FACULTAD DE MEDICINA Mi especial aprecio para Jenny Corthorn Ph. D. y Cecilia Chacón T.M., colaboradoras permanentes y fundamentales para la realización de esta línea. Deseo también reconocer la colaboración de HR Croxatto, MS Fernández, C FalcónAA A Foradori, AM Germain, D Marinovic AA R Moore AA, ME Ortiz, E Oyarzún, SP Salas (Pontificia Universidad Católica), CD Figueroa (Universidad Austral de Chile), KB Brosnihan, CM Ferrario (University Wake-Forest, Winston Salem, USA), W Müller Esterl (University Frankfurt Medical School, Frankfurt, Germany), G Scicli (Henry Ford Hospital, Detroit, USA) y O Genbacev (UCLA, San Francisco, USA). (AA=Ayudantes Alumnos). El financiamiento ha provenido de los siguientes proyectos Fondecyt (1920749: Rol del sistema calicreina-cininas en ADAPTACIONES VASOACTIVAS EN LA GESTACIÓN NORMAL Y PATOLÓGICA la gestación experimental temprana.; 1940636: Búsqueda de nuevas evidencias del rol del sistema calicreina-cininas en la gestación; 1980958: Evaluación de la regulación hormonal de calicreina uterina y su rol en la gestación.; 102075: El sistema calicreina-cininas, una herramienta para comprender la placentación; 1050707: Relación entre el sisteman calicreina-cininas y otros componentes del repertorio vasodilatador en el proceso de placentación) y de una donación de las empresas del Grupo Claro Tabla 1: Resultado materno y perinatal del embarazo previo y del suplementado postconcepcionalmente con L-Arginina en 13 pacientes sin trombofilias Referencias bibliográficas: 1432-1438. 9.- Figueroa CD, Chacón C, Corthorn J, Ehrenfeld P, Müller-Esterl W, Valdés G. Temporospatial changes of kinin B2 receptors during the estrous cycle and pregnancy in the rat uterus. Biol Reprod 2001;64:1590-1599. 10.- Valdés G, Corthorn J, Figueroa CD. The kallikrein-kinin system along the different stages of gestation: experimental and clinical findings. Biol Res 1998; 31: 234-241. 11.- Brosens IA, Robertson WB, Dixon HG. The role of the spiral arteries in the pathogenesis of preeclampsia. Obstet Gynecol Annu. 1972;1:177-91. 12.- Valdés G, Chacón C, Corthorn J, Figueroa CD, Germain AM. Tissue kallikrein in human placenta in early and late gestation. Endocrine 2001;14:197-204. 13.- Valdés G, Corthorn J, Chacón C, Figueroa CD, Muller-Esterl W, Germain AM. Tissue kallikrein and bradykinin B2 receptor in human uterus in luteal phase and in early gestation. Endocrine 2001;16:207215. 14- Valdés G, Germain AM, Corthorn J, Berrios C, Foradori AC, Brosnihan KB. Urinary vasodilator and vasoconstrictor angiotensins during menstrual cycle, pregnancy and lactation. Endocrine 2001;16:117-122. 15 .- Brosnihan KB, Neves LA, Anton L, Joyner J, Valdés G, Merril D. Enhanced 1.- Valdés G, Espinoza P, Moore R, Croxatto HR. Urinary kallikrein and plasma renin activity in normal human pregnancy. Hypertension 1981;3 (Suppl. II) II-55. 2.- Valdés G, Salas SP, Foradori A, Gormáz G, Croxatto HR. The neurogenic response to 55 degree head-up tilt in normal pregnant women. Hypertension 1986; 8 (Suppl 1): I 161-164. 3.- Valdes G, Foradori, Oyarzún E, Germain AM, Berrios C, Corthorn J. Urinary kallikrein along cycle, pregnancy and lactation. Prenat Neonat Med 1998; 3:474 4.- Salas SP, Roblero JS, Croxatto HR, Valdés G. Urinary kallikrein activity during rat pregnancy. Arch Biol Med Exp. 1987;20:305-309. 5.- Valdés G, Corthorn J, Scicli G, Gaete V, Soto J, Ortiz ME, Foradori A, Saed GM. Uterine kallikrein in the early pregnant rat. Biol Reprod 1993; 49:1-7. 6.- Corthorn J, Valdés G. Variations in uterine kallikrein during cycle and early pregnancy in the rat. Biol Reprod 1994;50:1261-1264. 7.- Valdés G, Figueroa CD, Corthorn J. Temporospatial changes of kallikreinlike enzymes during the estrous cycle and pregnancy in the rat uterus. Biol Reprod. 1996, 55: 236-245. 8.- Corthorn J, Figueroa C, Valdés G. Estrogen and luminal stimulation of rat uterine kallikrein. Biol Reprod 1997, 56: Gestación Previa Embarazos (n) RN vivo (%) Suplementada L-Arg 36 p 4 14 93 0.0001 Preeclampsia severa (%) 22 0 0.05 RCF (%) 17 21 N.S. RN= Recién nacido; L-arg= L-arginina; RCF= restricción de crecimiento fetal. expression of Ang-(1-7) during pregnancy. Braz J Med Biol Res 2004;37:1255-62. 16.- Brosnihan KB, Neves LAA, Williams A, Joyner J, Valdés G, Corthorn J, Gallager PE, Merril D, Ferrario C. Downregulation of ACE2 in the uterus of RUPP pregnant rats. Hypertension Pregnancy 2004;23(Supl.1):153(A). 17.- Valdés G, Corthorn J, Neves LA, Anton L, Joyner J, Valdés G, Merril D, Brosnihan KB. Expression of angiotensin-(1-7) and converting enzyme 2 in placentas of normal and pathological pregnancies. Placenta 2005, in press. 18.- Germain AM, Valdés G, Romanik MC, Reyes MS. Evidence supporting a beneficial role for long-term L-arginine supplementation in high-risk pregnancies. Hypertension 2004 May 10. Publicación electrónica. 19.- Valdés G, Matthei R, Fernández MS, Corthorn J, Schacht C, Germain AM. Hipertensión pulmonar y embarazo: Consideraciones clínicas y fisiopatológicas. Rev Med Chile 2002;130:201-208. 20.- Lacassie HJ, Germain AM, Valdés G, Fernández MS, Allamand F, Lopez H. Management of Eisenmenger syndrome in pregnancy with sildenafil and L-arginine. Obstet Gynecol 2004;103:1118-20. BOLETIN DE LA ESCUELA DE MEDICINA VOLUMEN 30 Nº2 - AÑO 2005 25