“Efectos protectores de la cerveza en el sistema

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El Centro de Información Cerveza y Salud
recomienda en todo momento un consumo responsable de cerveza
Efectos protectores
de la cerveza en el
sistema cardiovascular
Febrero 2013
Lina Badimon, Laura Casani y Gemma Vilahur
Centro de Investigación Cardiovascular, CSIC-ICCC
Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, IIB-Sant Pau, Barcelona
CIBERobn, Centro de Investigación Biomédica en
Red de la Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición
Cátedra de Investigación Cardiovascular, UAB, Barcelona, España
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Efectos protectores de la cerveza
en el sistema cardiovascular
Este trabajo ha sido realizado por:
Lina Badimon1,2,3, Laura Casani1,2, Gemma Vilahur1,2
1
Centro de Investigación Cardiovascular, CSIC-ICCC, Hospital de la Santa Creu i
Sant Pau, IIB-Sant Pau, Barcelona.
2
CIBERobn, Centro de Investigación Biomédica en Red de la Fisiopatología de la
Obesidad y Nutrición.
3
Cátedra de Investigación Cardiovascular, UAB, Barcelona, España.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos y reconocemos enormemente la labor de M.A. Cánovas, P. Catalina, J.J.
Andrés y S. Florit, por su respaldo en el cuidado y trabajo experimental con los animales para la adecuada realización de este estudio. Los autores agradecen a F.J.
Rodríguez y M.A.Velasco su asistencia técnica.
Este trabajo ha recibido el apoyo de SAF 2010-16549 (a LB) por parte del Ministerio
de Ciencia español; Centro de Información Cerveza y Salud, CICS (a LB y GV); CIBEROBN06 (a LB).
Agradecemos su continuo respaldo a la Fundación Jesús Serra-Fundación de
Investigación Cardiovascular (FIC), Barcelona.
G. Vilahur tiene un contrato Ramón y Cajal (RyC-2009-5495; MICINN).
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SUMARIO
1
RESUMEN DEL ESTUDIO ...........................................................................................6
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
2
Introducción ..............................................................................................6
Objetivos ...................................................................................................6
Métodos ....................................................................................................6
Resultados .................................................................................................7
Conclusión .................................................................................................8
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................9
2.1. Las enfermedades cardiovasculares, el infarto agudo de miocardio
y el proceso de remodelado cardíaco .............................................................9
2.2 Papel de la Dieta Mediterránea y la enfermedad cardiovascular .......................11
2.3. Efectos beneficiosos del consumo de ligero a moderado de
alcohol sobre el sistema cardiovascular ........................................................12
3
HIPÓTESIS Y OBJETIVO..........................................................................................14
4
MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................................15
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
Modelo animal .........................................................................................15
Diseño experimental .................................................................................16
Dosis de cerveza .......................................................................................16
Modelo experimental de infarto agudo de miocardio (IM) ...............................17
Análisis ecocardiográfico de la función global del ventrículo
izquierdo y parámetros de remodelado cardíaco.............................................19
4.6. Determinación morfométrica del tamaño de la cicatriz
y remodelación del ventrículo izquierdo .......................................................19
4.7. Estudios moleculares ................................................................................21
4.7.1. Análisis de expresión génica...............................................................21
4.7.2. Análisis de expresión/activación proteica (Wester Blot) ..........................21
4.8. Análisis histológico ...................................................................................22
4.9. Zimografía en gelatina para el análisis de actividad
de las metaloproteasas (MMP) cardíacas.......................................................22
4.10.Caracterización de lípidos intramiocárdicos...................................................22
4.11.Análisis de marcadores hematológicos, bioquímicos y oxidativos .....................23
4.12.Marcadores de estrés oxidativo....................................................................23
4.12.1. Actividad antioxidante de las lipoproteínas de alta densidad o HDLs.......23
4.12.2. Capacidad de oxidación de las lipoproteínas de baja densidad o LDLs .....24
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5
ANÁLISIS ESTADÍSTICO..........................................................................................25
6
RESULTADOS.........................................................................................................26
6.1. Mortalidad peri-intervención e incidencia de fibrilaciones ventriculares ............26
6.2. Progresión del peso, perfil lipídico y parámetros
bioquímico-hematológicosde los animales a lo largo del estudio .....................27
6.3. La ingesta de cerveza limita el tamaño de la cicatriz .....................................29
6.4. La ingesta de cerveza activa cinasas cardioprotectoras y reduce la muerte
celular por apoptosis dependiente de Sirtuina-1 en el miocardio isquémico ......31
6.5. Efecto de la ingesta de cerveza en la fibrosis reparativa de la cicatriz..............33
6.5.1. Efectos sobre la síntesis de colágeno ...................................................33
6.5.2. Efectos sobre la infiltración miocárdica de lípidos..................................35
6.6. Efecto de la ingesta de cerveza sobre la función cardíaca ..............................37
6.7. La ingesta de cerveza aumenta la capacidad antioxidante de las HDL
y disminuye el estrés oxidativo asociado a las partículas de LDL .....................40
7
DISCUSIÓN...........................................................................................................41
8
CONCLUSIONES.....................................................................................................45
• BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................46
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RESUMEN DEL ESTUDIO
1.1. INTRODUCCIÓN
El consumo de leve a moderado de alcohol se ha asociado a un menor riesgo de
morbi-mortalidad por enfermedad coronaria. No obstante, sigue sin determinarse
si la ingesta de cerveza ejerce efectos cardioprotectores.
1.2. OBJETIVOS
En este trabajo investigamos si el consumo de cerveza (tradicional o sin alcohol)
ejerce efectos cardioprotectores sobre el daño por isquemia y reperfusión, escogiendo para realizar dicho estudio un modelo porcino preclínico de infarto agudo
de miocardio (IM).
1.3. MÉTODOS
Se estudiaron cuatro grupos:
I)
Efecto de la dieta base sin cerveza (grupo control; C).
II) Efecto de dosis baja de cerveza (BCz; 12,5g alcohol/día).
III) Efecto de dosis moderada de cerveza (MCz; 25g alcohol/día).
IV) Efecto de dosis moderada de cerveza sin alcohol (MCz-sin alcohol; 0,0 g alcohol/día).
6
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u n o
Los cuatro grupos de animales se trataron durante 10 días antes de inducirles experimentalmente IM mediante oclusión por balón (90 minutos) de la arteria coronaria
descendente anterior izquierda. Tras el infarto, los animales se mantuvieron los
siguientes 21 días bajo el mismo régimen alimentario y, posteriormente, fueron analizados. Se evaluó el tamaño de la cicatriz miocárdica, la función cardíaca mediante ecocardiografía y los parámetros bioquímicos y de oxidación. Se obtuvo tejido
miocárdico para el análisis molecular e histológico.
1.4. RESULTADOS
La toma de cerveza redujo las arritmias durante la inducción de isquemia. La ingesta moderada de cerveza mostró a un menor estrés oxidativo y una mayor capacidad
antioxidante asociada a las partículas de colesterol de alta densidad o HDL. Los animales que tomaron cerveza con su dieta mostraron una mayor activación de cinasas
cardioprotectoras y un menor grado de muerte celular por apoptosis asociada a sirtuina-1 en comparación con los animales controles en el miocardio a riesgo afectado de isquemia. De igual modo, los animales que tomaron cerveza mostraron una
menor infiltración miocárdica de lípidos, una mejor formación de fibras de colágeno
dependiente de TGF-β y una disminución de la actividad de degradación de la matriz
(MMP9) en el tejido fibroso, con lo que se limitó el tamaño de la cicatriz (BCz y MCz
P< 0,05 y C+CM sin alcohol P = 0,068 frente a C) producida durante el infarto. En
cuanto a la función cardíaca, los valores sistólicos que habían empeorado de manera similar en todos los grupos debido a la inducción de IM, se deterioraron aún más
en los animales de control (P < 0,05 frente a post-IM) pero no en los que tomaron
cerveza con su dieta. Respecto a los parámetros diastólicos, éstos empeoraron por
igual en todos los animales en el momento del sacrifio pero se observó una mejora
en el funcionamiento cardíaco global en los animales alimentados con cerveza, independientemente de la dosis o del contenido de alcohol recibidos.
7
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1.5. CONCLUSIÓN
Nuestro estudio demuestra que la ingesta moderada de cerveza (tradicional y sin
alcohol) favorece la adaptación miocárdica ante situaciones de isquemia. La
reducción del estrés oxidativo en la reperfusión disminuye la muerte celular por
apoptosis, activa cinasas cardioprotectoras y favorece la fibrosis reparativa en el
corazón dañado lo que deriva en un menor tamaño de cicatriz y una mejora en el
funcionamiento cardíaco global.
8
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o
s
INTRODUCCIÓN
2.1. LAS
ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES, EL INFARTO AGUDO
DE MIOCARDIO Y EL PROCESO DE REMODELADO CARDÍACO
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la primera causa de morbimortalidad en
los países industrializados, determinando más del 45% de todos los fallecimientos
acaecidos después de los 65 años de edad (Figura 1) 1.
Figura 1. Defunciones en Europa y España por las principales causas de muerte (elaborada a partir de los datos de la OMS y Ministerio de Sanidad, Política Social e
Igualdad; 2008)
EUROPA
I. Vía de señalización Akt/eNO
Otras
9%
Enfermedades Digestivas
4%
6%
Enfermedades Respiratorias
Enfermedad Cardiovascular
12%
48%
P-Akt/β actina
Diabetes
350
300
*†
*†
BCz
MCz
250
200
150
100
50
0
Cáncer
22%
C
ESPAÑA
Alzheimer
Diabetes
Accidentes
3% 3%
3%
4%
Enfermedades Respiratorias
P-PKCε/PKCε
II. Vía de señalización PKC/Er
600
*†
500
400
*†
300
200
Enfermedad Cardiovasular
100
29%
0
C
26%
MCz
III. Apoptosis
9
DA
BCz
Cáncer
LCx
DA
LCx
Sirt1/18SrRNA
43%
HC
140
*
120
100
80
60
40
20
0
*
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En el contexto occidental, España ocupa un lugar relativamente bajo en la mortalidad global por ECV y es de los más bajos en mortalidad específica por cardiopatía isquémica (la principal causa de mortalidad por ECV). Sin embargo, sigue siendo la primera causa de muerte.
La arteriosclerosis de las arterias coronarias (arterias que se encargan de proporcionar sangre al músculo cardíaco o miocardio) es la enfermedad que subyace
a la cardiopatía isquémica2. La arteriosclerosis es un proceso lento y progresivo de
acumulación de lípidos, células inflamatorias y células musculares que provocan a
lo largo de los años el estrechamiento (estenosis) de las arterias coronarias por el
crecimiento de la placa aterosclerótica. Este proceso se inicia en las primeras décadas de la vida, pero permanece asintomático hasta que la estenosis de la arteria
coronaria es tan severa que causa un desequilibrio entre el aporte de oxígeno al
miocardio y sus necesidades, lo que se conoce como isquemia miocárdica (angina
de pecho estable). También puede producirse la rotura de la placa aterosclerótica
y la consiguiente oclusión súbita de la arteria por la formación de un trombo coronario, provocando una falta severa de oxigenación del miocardio, dando lugar al
síndrome coronario agudo (angina inestable e infarto agudo de miocardio, IAM)3.
En los últimos años se ha producido un auténtico avance médico que ha ayudado de forma significativa a mejorar la supervivencia y la calidad de vida de los
pacientes con enfermedad coronaria. Este avance médico ha consistido en el desarrollo de tratamientos capaces de restaurar el flujo sanguíneo (terapia de reperfusión) en los pacientes con infarto agudo de miocardio. Sin embargo, las consecuencias devastadoras de esta enfermedad vienen determinadas, en su mayor
parte, por el tamaño de tejido cardíaco muerto tras el infarto, el cual, de forma
directa o indirecta (a través del fallo contráctil, el remodelado ventricular y las
arritmias) origina el desarrollo de insuficiencia cardíaca, incapacidad y muerte.
A pesar de los esfuerzos por desarrollar nuevas estrategias de cardioprotección
que permitan reducir el daño cardíaco tras el IM, no se ha conseguido minimizar
el daño cardiaco, mejorar el proceso de reparación ni reducir el remodelado del
10
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ventrículo izquierdo post-IM. De hecho, hasta la fecha, no se han desarrollado
estrategias concretas que permitan modular el proceso de remodelado ventricular
y/o estimular el proceso de cicatrización debido, principalmente, a la falta de un
conocimiento preciso de los múltiples cambios moleculares, celulares e intersticiales (inflamación, apoptosis, fibrosis, etc…), que ocurren tras la revascularización
del corazón infartado y que participan en la posterior cicatrización reparativa del
ventrículo izquierdo (VI)4.
2.2. PAPEL
DE LA DIETA MEDITERRÁNEA
Y LA ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR
Múltiples estudios epidemiológicos han respaldado el papel protector de la Dieta
Mediterránea (baja en grasas saturadas y rica en frutas y verduras) frente al desarrollo y la evolución de las ECV5-12. Además, el consumo moderado de bebidas fermentadas ha demostrado también efectos cardioprotectores13. De hecho, multitud
de nutrientes y fitoquímicos incluidos en la Dieta Mediterránea, como la fibra, las
vitaminas, los minerales y los antioxidantes han demostrado ser responsables, de
forma independiente o conjunta, de la aparente reducción del riesgo de ECV así
como de prevenir su causa subyacente, la aterosclerosis. A este respecto, el consumo moderado de alcohol (i.e., 10-30 g/día) se ha asociado a un menor riesgo de
infarto de miocardio o muerte en estudios de base poblacional, en poblaciones con
grave riesgo de ECV y en pacientes con enfermedades coronarias conocidas5-12.
Asimismo, el consumo moderado de alcohol ha demostrado reducir el riesgo de
sufrir infarto de miocardio en adultos varones con hábitos saludables regulares (no
fumadores, actividad física, IMC < 25 y dieta equilibrada), con lo que se demuestra también un beneficio absoluto y directo atribuible al consumo moderado de
alcohol14.
11
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2.3. EFECTOS BENEFICIOSOS DEL CONSUMO DE LIGERO A
MODERADO DE ALCOHOL SOBRE EL SISTEMA CARDIOVASCULAR
Entre los mecanismos responsables de los efectos cardio-vasculo-protectores del
consumo moderado de alcohol se incluyen15-19:
■
Mejora de los niveles de lípidos séricos, fundamentalmente un incremento de
las lipoproteínas de alta densidad (HDL).
■
Disminución de la agregación plaquetaria.
■
Aumento de la fibrinólisis.
■
Reducción de los marcadores de inflamación.
■
Mejora de la función endotelial.
■
Incremento de la capacidad antioxidante.
Sin embargo, a lo largo de los últimos años, tanto los estudios clínicos como los
experimentales han respaldado la hipótesis de que los componentes no alcohólicos presentes en las bebidas fermentadas (vino y cerveza) también desempeñan un papel crucial en estos efectos protectores10, 11, 20, 21.
Por otro lado, estudios recientes han sugerido un efecto directo del consumo
de alcohol en la protección cardíaca tras sufrir un daño miocárdico. Algunos
estudios experimentales de isquemia-reperfusión (I/R) llevados a cabo en modelos experimentales -mayoritariamente estudios in vitro en un aparato de
Langendorff modificado- han sustentado que la ingesta de extractos de vino
tinto, con y sin alcohol, pueden proteger el corazón de los efectos nocivos deri-
12
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vados del daño miocárdico por isquemia/reperfusión, un daño desencadenado
principalmente tras la revascularización del vaso y debido al incremento de estrés
oxidativo, así como a una mayor respuesta inflamatoria22-27. Aunque aún deben
aclararse los mecanismos implicados en dicha cardioprotección, se ha sugerido
que un efecto de pre-condicionamiento del alcohol (i.e., activación de PKC-ε,
modulación de canales KATP mitocondriales, reducción de marcadores pro-apópticos e incremento de la concentración de la enzima oxido nítrico sintetasa endotelial o eNOS) podría participar en preservar la viabilidad y la función contráctil
del tejido cardíaco durante el estrés por isquemia/ reperfusión25, 28, 29.
13
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HIPÓTESIS Y OBJETIVO
La hipótesis de trabajo es que la ingesta de cerveza (tradicional o sin alcohol) proporciona protección cardíaca al atenuar la respuesta oxidativa en la reperfusión y,
por tanto, reducir la respuesta inflamatoria y el daño celular preservando la viabilidad del miocardio a riesgo, favoreciendo la recuperación cardíaca y la función del
ventrículo izquierdo.
Se ha demostrado esta hipótesis en un modelo con alimentación alta en grasa y
colesterol y presencia de hiperlipemia, un factor de riesgo común en pacientes que
sufren infarto de miocardio, que se sabe que atenúa los posibles efectos beneficiosos derivados del pre-condicionamiento 30.
El objetivo de este estudio es analizar, utilizando un modelo hiperlipémico porcino de infarto de miocardio, si la ingesta de cerveza (ya sea tradicional o sin alcohol) confiere protección cardíaca y favorece el remodelado cardíaco tras sufrir un
infarto de miocardio.
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MATERIALES Y MÉTODOS
El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Experimentación
Animal de la Institución y aprobado por la autoridad vigente según el Decreto 2141997 y el Real Decreto 1201-2005 y es conforme con la Postura de la American Heart
Association sobre el uso de animales en la investigación adoptada por la AHA el 11
de noviembre de 1984.
4.1. MODELO ANIMAL
El uso del modelo porcino (un modelo pre-clínico con semejanza al humano) permite avanzar considerablemente en nuestro conocimiento de los mecanismos
que participan en el proceso de lesión/protección cardíaca, dada la similitud de
su corazón con el de los seres humanos.
Además, el corazón porcino ofrece otras características que lo hacen apropiado para estudios de isquemia/reperfusión miocárdica tales como:
■
La distribución de las arterias coronarias es similar a las humanas.
■
Tiene una escasa red de arterias colaterales y poca capacidad de reclutar nuevas durante un evento isquémico agudo, una característica similar a la humana que contrasta y difiere con la del corazón de otros animales.
■
El tamaño de los animales empleados permite el uso de las mismas guías,
catéteres y balones utilizados en la práctica clínica habitual.
■
Diseño in vivo sin exposición del corazón a condiciones externas adversas (sin
toracotomía).
15
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4.2 DISEÑO
EXPERIMENTAL
Los animales (cruce comercial de 4 meses de edad (n = 30)) se distribuyeron
aleatoriamente en cuatro grupos y recibieron durante 10 días:
I.
Una dieta hipercolesterolémica western type (C; n = 9; 20% -grasas saturadas, 2% -colesterol, 1% -ácido cólico).
II. C + ingesta leve de cerveza (BCz; n = 7; 12,5 g alcohol/día).
III. C + ingesta moderada de alcohol (MCz; n = 7; 25 g alcohol/día).
IV. C + ingesta MCz sin alcohol (MCz-sin alcohol; n = 7; 0.0 g alcohol/día).
Al acabar este periodo, a los animales se les indujo infarto de miocardio (detallado más abajo)4, 31-34. Tras la recuperación, los animales siguieron su régimen
inicial durante los siguientes 21 días hasta el momento del sacrificio.
4.3 DOSIS
DE CERVEZA
La ingesta de alcohol (g/día) se calculó multiplicando la cantidad de bebida
(ml), la graduación respectiva (5,4%) y la constante 0,80 para transformar los
volúmenes de alcohol en peso (g). Evaluamos el efecto de la ingesta de cerveza
leve y moderada en función del nivel de alcohol consumido, lo cual ha aportado
beneficios en cuanto a que reduce el riesgo de infarto de miocardio en los
estudios epidemiológicos 35. La cantidad total (ml) de consumo de cerveza sin
alcohol fue la equivalente a la administrada a los animales con MCz.
16
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La ingesta de cerveza diaria se dividió en dos raciones tomadas una por la
mañana (09.00 h) y otra por la tarde (18.00 h) con su comida. La cantidad de
cerveza y de alimentos servidos al día se calculó para cada cerdo según su peso
y toda la cerveza utilizada en el estudio procedió de la misma mezcla.
4.4 MODELO
EXPERIMENTAL DE INFARTO AGUDO
DE MIOCARDIO (IM)
El día anterior a la intervención se administró a los animales una dosis de carga
de clopidrogel (antiplaquetar) para evitar la inducción de trombosis perioperativa, es decir, asociada a la manipulación con catéteres. Al día siguiente, y pasadas dos horas tras la ingesta de la ración de la mañana, los animales fueron sedados con una mezcla de tiletamina + zolacepam (7 mg/kg) + medetomidina (0,07
mg/kg). Tras la intubación endotraqueal, la anes tesia se mantuvo con isofluorano al 2%. Se realizaron infusiones continuas de amiodarona (300 mg, 75 mg/h)
y lidocaína (150 mg, 37,5 mg/h) en todos los cerdos como profilaxis para evitar
arritmias ventriculares malignas asociadas a la isquemia. Los animales contaron
con una monitorización hemodinámica y de ritmo cardíaco a lo largo de todo el
procedimiento. Tras una aproximación percutánea se canalizó la arteria femoral
con un introductor arterial de 6.5F. Posteriormente, mediante fluoroscopía
(Siemens Arcadis Varic Digital Fluoroscopy System), se sondó el tronco coronario
izquierdo con la ayuda de guía vascular y catéter guía y se procedió a la oclusión (90 minutos) de la arteria coronaria descendiente anterior izquierda distalmente a la salida de la primera diagonal (Figura 2).
17
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ESPAÑA
Alzheimer
c u a t r o
Diabetes
Accidentes
3% 3%
3%
4%
Enfermedades Respiratorias
Enfermedad Cardiovasular
29%
43%
Cáncer
HC
Figura 2. Inducción de infarto por 26%
balón de angioplastia. Proyección lateral-izquier-
da pre- (panel izquierdo) y post- (panel derecho) a la oclusión de la coronaria descendente anterior izquierda (DA) mediante balón de angioplastia. Esta oclusión se
realiza tras la salida de la rama de la primera diagonal (D1). LCx: Arteria circunfleja
LCx
DA
LCx
DA
D1
D1
Balón
2.75-3 mm
Esta localización de oclusión se ha elegido en base a la experiencia previa del
equipo de investigación, puesto que si se procede a la oclusión de la arteria en
I.
II.
áreas más proximales es difícil la supervivencia del animal debido al gran tamaCicatriz
Miocardio
ño del infarto y, por el contrario, oclusiones
más distales
danNo-Isquémico
lugar a infartos
demasiado reducidos y variables. La persistente oclusión coronaria durante el
periodo isquémico, así como la correcta reperfusión del vaso tras deshincharse el
balón, se verificaron mediante la infusión intracoronaria de líquido de contraste.
Una vez confirmada la correcta perfusión de la arteria coronaria, los animales
se despertaron, recuperaron y se mantuvieron bajo el mismo régimen alimentario
hasta el día del sacrificio (21 días post-IM).
Los animales se sometieron a control
hemodinámico
Miocardio
Isquémico y electrocardiográfico
regular a lo largo de todo el experimental.
C
BCz
MCz
18
MCz-Sin alcohol
Incidencia fibrilaciones ventriculares
Incidencia mortalidad
*
*
*
0%
20%
40%
60%
80%
100%
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
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c u a t r o
4.5. ANÁLISIS
ECOCARDIOGRÁFICO DE LA FUNCIÓN GLOBAL
DEL VENTRÍCULO IZQUIERDO Y PARÁMETROS DE
REMODELADO CARDÍACO
La valoración de la función cardíaca mediante ecocardiografía transtorácica se llevó
a cabo en todos los animales: a) antes de inducir isquemia (IM, pre-IM); b) después
de la inducción del IM tras haber reinstaurado la reperfusión del vaso (post-MI) y; c)
21 días post-IM (sacrificio).
Medimos la función cardíaca en el eje largo, en modo M y mediante proyección
paraesternal derecha sobre un plano por debajo de la válvula mitral y perpendicular
al ventrículo izquierdo (VI)36. Los parámetros evaluados fueron los siguientes:
■
Las dimensiones internas del VI [(i.e. diámetro en sístole del VI (DSVI) y el diámetro en diástole del VI (DDVI)].
■
Los volúmenes del ventrículo izquierdo [volumen telesistólico final (VSF) y volumen telediastólico final (VDF)].
■
La fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI).
Todos los exámenes ecocardiográficos fueron realizados por el mismo investigador,
experto en ecocardiografías, con el objeto de reducir la variabilidad.
4.6. DETERMINACIÓN
MORFOMÉTRICA DEL TAMAÑO DE LA CICATRIZ
Y REMODELACIÓN DEL VENTRÍCULO IZQUIERDO
A los 21 días tras la inducción del IM, el balón se infló en el mismo punto que el día
de la inducción del IM (en función de los marcadores anatómicos) y se inyectó azul
19
ESPAÑA
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Alzheimer
Diabetes
Accidentes
3% 3%
3%
4%
Enfermedades Respiratorias
c u a t r o
Enfermedad Cardiovasular
29%
43%
HC
Cáncer
26%
de Evans´ en los animales anestesiados para trazar el área a riesgo (AR), tras lo cual,
se procedió a la eutanasia paralizando el corazón con cloruro potásico.
Inmediatamente se diseccionó el corazón, se extrajo y se pesó. Los corazones fueron seccionados a láminas de 8mm de grosor (Figura 3I) a fin de poder ir analizando
LCx
LCx
DAcon trifenil tetrazolium cloride;
alternativamente elDAtamaño de la cicatriz (tinción
TTC) y los estudios moleculares. Se analizaron el tejido cicatricial (tejido pálido tras
tinción de TTC), el tejido isquémico (rojo vivo tras tinción de TTC) y el miocardio noD1
D1
isquémico (azulado tras tinción de TTC) (Figura 3II).
Balón
2.75-3 mm
Figura 3. Análisis histológico del tamaño de la cicatriz I. Ejemplo de cortes transversales de 8mm (líneas punteadas). II. Delimitación de las zonas cardíacas por tinción
de Evans y TTC.
I.
II.
Cicatriz
Miocardio No-Isquémico
Miocardio Isquémico
Asimismo, el endocardio, la cicatriz y las zonas del ventrículo izquierdo no afectadas de las distintas secciones consecutivas se cuantificaron por planimetría con la
C
misma ampliación
(Imagen J) con el objeto de obtener una imagen 3D representa-
tiva del ventrículo izquierdo y poder analizar la presencia de deformaciones
BCz
Incidencia fibrilaciones ventriculares
Incidencia mortalidad
*
(Allplan®; v2012.0).
MCz
MCz-Sin alcohol
20
*
*
0%
20%
40%
60%
80%
100%
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 21
c u a t r o
4.7. ESTUDIOS
MOLECULARES
4.7.1. ANÁLISIS DE EXPRESIÓN GÉNICA
Los niveles genéticos de sirtuina-1 (Sirt1) y el factor de crecimiento transformante β1 (TGF-β1) se evaluaron en el miocardio isquémico y no isquémico de todos
los animales. La expresión génica se valoró en tiempo real mediante PCR-7000
Sequence Detection System de ABIPRISM (Applied Biosystems). Los valores del
ciclo umbral (Ct) se determinaron y normalizaron en función del gen endógeno18SrRNA con el objeto de corregir cantidades equivalentes de ARN.
4.7.2. ANÁLISIS DE EXPRESIÓN/ACTIVACIÓN PROTEICA (WESTER BLOT)
Se evaluó la activación de diversas proteínas incluyendo:
■
Cinasas cardioprotectoras como PKC-ε y PKC-ε fosforilada en Ser729 (Santa
Cruz), Akt/PKB fosforilada en Ser473 (señalización celular), y Erk2 fosforilada
en Tyr204 (Santa Cruz).
■
Marcadores de apoptosis (caspasa-3 activa).
■
Óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS fosforilada en Ser1177 ).
Las intensidades de las bandas de proteínas se normalizaron por la expresión de
ß-actina (marcador endógeno) y se expresaron como porcentaje del tejido cardíaco no isquémico (considerado el 100%) para definir mejor el efecto de la
dieta/cerveza en el tejido cardíaco isquémico.
21
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 22
c u a t r o
4.8. ANÁLISIS
HISTOLÓGICO
Muestras de tejido cardíaco cicatricial, isquémico y no-isquémico se preservaron
en OCT a fin de realizar estudios histológicos para tinción de lípidos (tinción de
ORO o “oil red O”), colágeno (tinción de rojo Sirio que tiñe las fibras conectivas)
y fibroblastos (tinción para vimentina). Un anatomopatólogo experto evaluó las
muestras y calculó el porcentaje de la zona teñida (promedio de 8 campos/animal), a fin de cuantificar el contenido de colágeno y fibroblastos a ciegas para el
régimen/dieta. Los resultados se expresan como % de miocardio no-isquémico
(considerado el 100%).
4.9. ZIMOGRAFÍA
EN GELATINA PARA EL ANÁLISIS DE
ACTIVIDAD DE LAS METALOPROTEASAS (MMP) CARDÍACAS
El miocardio cicatricial proveniente de todos los animales se pulverizó en nitrógeno líquido y se procesó para la obtención de proteína. 25 µg de proteína total
se sembró en un gel de poliacrilamida al 10% co-polimerizado con 1 mg/ml de
gelatina. Tras la electroforesis, los geles se limpiaron en una solución al 2,5% de
Triton X-100 para eliminar el sodio-dodecil-sulfato (SDS). Los geles se incubaron
posteriormente en una solución tampón, se tiñeron con azul de Coomassie y se
analizaron con un densitómetro GS-800 (BioRad). Se midió la actividad de la
MMP-2 (62 kDa) y de la MMP-9 (84 kDa) con Quantity One (software 4.6).
4.10. CARACTERIZACIÓN
DE LÍPIDOS INTRAMIOCÁRDICOS
La caracterización de lípidos intramiocárdicos y la cuantificación de lípidos neutros (colesterol esterificado, triglicéridos y la fracción libre de colesterol) se rea-
22
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 23
c u a t r o
lizó en el tejido cardíaco (regiones cicatricial, isquémica y no-isquémica) de todos
los animales mediante cromatografía en capa fina (CCF), como hemos descrito
anteriormente37.
4.11. ANÁLISIS
DE MARCADORES HEMATOLÓGICOS,
BIOQUÍMICOS Y OXIDATIVOS
Se recogieron muestras de sangre al inicio del estudio (día 0), el día de la inducción del IM (día 10) y en el momento del sacrificio (21 días post-IM), a fin de
obtener suero y plasma para poder determinar el hemograma completo (Loke
CA620, Menarini Diagnostics), el perfil de lípidos en sangre, los factores de coagulación y los parámetros hepáticos [γ-glutamiltranspeptidasa (GGT), GOT y GPT].
4.12. MARCADORES
DE ESTRÉS OXIDATIVO
4.12.1. ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS LIPOPROTEÍNAS
DE ALTA DENSIDAD O HDLs
Se aislaron HDLs del suero de todos los animales en el momento del sacrificio
con el objeto de evaluar su capacidad antioxidante. Este método se basa en la
capacidad del HDL de revertir la oxidación de las LDL (LDL de control), utilizando el diacetato 2,7-diclorodihidrofluoresceína (H2DCFDA; Invitrogen Inc.,
Carlsbad, CA, USA) y un preparado de LDL oxidado por cobre (Kalen Biomedical
Inc., Savage, MD).
23
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 24
c u a t r o
4.12.2. CAPACIDAD DE OXIDACIÓN DE LAS LIPOPROTEÍNAS
DE BAJA DENSIDAD O LDLs
Se aislaron, mediante ultracentrifugación secuencial, partículas de LDL a partir de
sangres recogidas en EDTA en el momento del sacrificio, se sometieron a oxidación in vitro con cobre y se midió:
■
El tiempo de latencia.
■
La concentración máxima de dienos conjugados.
■
La velocidad máxima de formación de los dienos conjugados.
■
Las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS).
24
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 25
c i n c o
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los resultados se expresaron como media ± error estándar de la media.
Las comparaciones entre grupos se llevaron a cabo mediante análisis simple de la
varianza (one-way ANOVA), seguido de un test de la diferencia mínima significativa
protegida de Fisher (PLSD). Las comparaciones intra-animales se llevaron a cabo
mediante ANOVA con medidas repetidas y posteriormente la prueba t-pareada. La
prueba c-cuadrado se utilizó para evaluar la incidencia de arritmias ventriculares.
Se consideró significativo un valor de P < 0,05.
Todo el análisis estadístico fue llevado a cabo con el paquete de software estadístico Statview.
25
3%
4%
Enfermedades Respiratorias
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 26
Enfermedad Cardiovasular
29%
e
i
43%
HC
s
Cáncer
26%
RESULTADOS
6.1. MORTALIDAD
PERI-INTERVENCIÓN E INCIDENCIA
LCx
LCx
DE FIBRILACIONES
VENTRICULARES
DA
DA
El grado de oclusión de la arteria coronaria descendente anterior izquierda fue simiD1
D1
lar en todos los animales.
En cuanto a la mortalidad asociada a la inducción
Balón de infarto de miocardio, dos
2.75-3 mm
animales del grupo control murieron por fibrilación ventricular refractaria durante el
periodo de isquemia. No se produjeron muertes en los animales que tomaron cerveza con su comida (tradicional y sin alcohol; Figura 4I).
En cuanto a la incidencia de fibrilaciones ventriculares que requirieron cardioI.
II.
versión eléctrica, éstas se produjeron en 6 de los 7 supervivientes del grupo C
Cicatrizalcohol
Miocardio
(86%), en 6 de los 7 animales del grupo MCz-sin
(71%),No-Isquémico
en 2 de los 7 ani-
males del grupo BCz (28,6%) y en 1 de los 7 animales (14,3%) del grupo MCz. Cabe
destacar que los animales que tomaron MCz- sin alcohol mostraron una cifra muy
inferior de episodios de arritmias ventriculares por animal frente a los animales C,
aunque ligeramente mayor que los animales que tomaron cerveza tradicional
(Figura 4II).
Isquémico
Figura 4. Incidencias clínicas durante elMiocardio
infarto de
miocardio.
I. Incidencia de muertes y fibrilaciones ventriculares que requirieron recuperación
cardíaca.
C
BCz
MCz
MCz-Sin alcohol
Incidencia fibrilaciones ventriculares
Incidencia mortalidad
*
*
*
0%
20%
40%
60%
80%
100%
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
26
mal
s
4,5
Conteni
(tinc
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 27
C
BCz
Incidencia fibrilaciones ventriculares
Incidencia mortalidad
*
MCz
*
MCz-Sin alcohol
20%
40%
60%
80%
100%
durante la inducción de isquemia (oclusión con balón durante 90 min de la arteria des-
Episodios de VF / animal
cendente anterior izquierda).
4,5
4
3,5
3
2,5
2
*
1,5
*
*
BCz
MCz
0,5
0
MCz-Sin alcohol
%
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
70
Área de riesgo
Tamaño del infarto
6.2.
60 PROGRESIÓN DEL PESO, PERFIL LIPÍDICO Y PARÁMETROS
50 BIOQUÍMICO-HEMATOLÓGICOS DE LOS ANIMALES
A LO LARGO DEL ESTUDIO
30
P=0.07
*
*
Todos20los animales comenzaron el estudio con pesos similares (C: 35,1 ± 1,0 kg; BCz:
34,0 10
± 1,3 kg; MCz: 35,6 ± 1,3 kg; MCz sin alcohol: 34,3 ± 1,6 kg; P = n.s) y no se
0
detectaron
diferencias de aumento de peso entre los distintos grupos de animales a
BCz
MCz
MCz-Sin alcohol
lo largo de todo el estudio (Tabla 1).
Tabla 1. Seguimiento de incremento de peso.
C
BCz
MCz
Mcz-sin alcohol
e
i
s
MCz
C
MCz
0
II. Número total de episodios de fibrilación ventricular por animal que se produjeron
C
BCz
MCz-Sin alcohol
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
40
*
BCz
*
C
C
*
III. Actividad cardíaca de meta
s
0%
1
200
0
% ganancia peso a día 10
% ganancia peso a día 21 post-IM
19±1.5
16,3±1.8
18,9±1.9
17.9±1.1
35,3±2.6
35,8±3.7
30,1±1.2
30.3±2.8
C: dieta hipercolesterolémica control; BCz: 12.5g alcohol/día; MCz: 25g alcohol/día; MCz-sin alcohol: ml equivalente
a MB animales.
27
200
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcoh
*P < 0,05 frente a C.
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 28
s
e
i
s
En cuanto al perfil lipídico (Tabla 2I), todos los animales eran hipercolesterolémicos el día de la inducción experimental del IM. El día del sacrificio (21 días postIM), el grupo de MCz mostró un mejor perfil lipídico frente a los animales C, BCz y
MCz-sin alcohol, con un aumento significativo de las partículas de HDL y un mejor
ratio “colesterol total/HDL”. Los niveles de triglicéridos se mantuvieron dentro del
rango fisiológico en todos los grupos a lo largo del estudio.
Valoramos la γ-glutamil transpeptidasa (GGT) y el volumen corpuscular medio
(VCM), dos biomarcadores bien establecidos para la valoración de una ingesta excesiva de alcohol (Tabla 2II). Tanto los niveles de suero de GGT y el VCM se mantuvieron invariables en los animales alimentados con cerveza a lo largo de todo el
estudio, con valores comparables a los animales del grupo C. Asimismo, no se detectaron cambios en otros parámetros hepáticos, como la GOT y GPT, ni en los recuentos hematológicos o parámetros de coagulación (datos no mostrados).
Tabla 2. Seguimiento del perfil lipídico (I) y parámetros hepáticos y volumen corpuscular medio (VCM; II).
I.
LDL-colesterol (mg/dL)
Basal
IM
Sacrificio
C
BCz
MCz
MCz-sin alcohol
42±4.9
53.8±6.8
48.5±6.3
75.7±16.8
286.7±15.2*
253.6±27.2*
298.3±27.5*
268.2±21.1*
348.7±37.3*
253.6±45.1*
250.0±46.1*
350.0±24.7*
HDL-colesterol(mg/dL)
Basal
IM
Sacrificio
36.1±1.3
27.5±3.3
32.5±2.6
31.3±4.5
50.7±10*
42.8±6.2*
63.8±11.5*
47.9±9.3*
Triglicéridos (mg/dL)
C
BCz
MCz
MCz-sin alcohol
Basal
62.9±8.1*
55.6±9.2*
94.5±19.2†
54.1±11.1
Colesterol total/HDL
IM
Sacrificio
2.5±0.2
3.0±0.5
2.7±0.2
2.9±0.4
8.3±1.8*
8.1±1.1*
7.9±1.0*
8.2±1.3*
9.3±0.4*
11.4±1.9*
6.5±1.9*§
10.7±2.1
Incremento HDL colesterol
Basal
IM
Sacrificio
IM vs Basal
Sacrificio vs Basal
25.7±7.4
29.8±11.7
38.0±6.4
23±5.7
25.7±7.3
19.3±3.5
12.4±2.8
15.8±3.4
33.6±6.7
39.1±13.6
32.6±5.2
20.5±7.4
20.0±8
24.4±5.7
32.2±4.4
19.4±3.7
26.7±9.0
27.1±6.1
64.5±11.7§
14.3±8.9
28
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 29
s
e
i
s
II.
GGT (IU/L)
C
BCz
MCz
MCz-sin alcohol
VCM (%)
Basal
IM
Sacrificio
Basal
IM
Sacrificio
49.7±3.7
44.2±2.9
47.1±2.6
29.7±3.0
40±5
48.5±4.7
45.2±5.9
37.2±6.7
51±11
44.1±4.6
58.2±5.8
41.1±5.1
45.1±1.6
44.5±1.0
43.5±1.1
46.9±1.3
44.7±1.6
43.4±1.0
45.0±1.1
47.6±1.3
46.1±1.3
46.1±1.0
43.8±1.0
48.2±1.3
GOT (IU/L)
C
BCz
MCz
MCz-sin alcohol
GPT (IU/L)
Basal
IM
Sacrificio
Basal
IM
Sacrificio
28.6±2.4
35.4±3.5
34.1±3.1
24.8±3.0
35.1±4.7
41.8±5.3
35.7±3.9
39.4±7.3
59.2±10.1**
60.0±10.3**
41.5±10.2
35.2±4.7
41.1±2.0
31.4+71±5
36.1±3.1
27.6±3.1
37.5±3.2
28.1±3.7
31.2±4.4
33.3±5.1
45.4±5
45.9±3.7
38.7±5.0
34.2±2.5
* P < 0.05 vs basal; † P < 0.05 vs post-IM.; § P < 0.05 vs el resto de grupos. Media+/-error estandar n=7 animales/grupo.
C: dieta hipercolesterolémica control; BCz: 12.5g alcohol/día; MCz: 25g alcohol/día; MCz-sin alcohol : ml equivalente a los animales MCz. IM: inducción experimental
de infarto de miocardio.
6.3. LA
INGESTA DE CERVEZA LIMITA EL TAMAÑO DE LA CICATRIZ
Veintiún días tras la inducción del IM, el tamaño del miocardio a riesgo no difería
entre los distintos grupos de animales (P = 0,6; Figura 5I). En cuanto al tamaño de
la cicatriz, ésta era significativamente inferior (en torno a un 50% menos) en los
animales que tomaron cerveza tradicional frente al grupo C (Figura 5I). Aunque hubo
una clara tendencia hacia la reducción del tamaño de infarto, la diferencia no fue
significativa en los animales alimentados con MCz-sin alcohol (P=0,068).
Es interesante observar que no se detectó ninguna remodelación asimétrica grave
del ventrículo izquierdo en ningún animal a los 21 días de provocarse el IM (Figura
5II), ni tampoco se detectaron diferencias en el peso del corazón entre los distintos grupos de animales (Figura 5III).
29
e
i
s
4,5
4
3,5
3
2,5
2
*
1,5
1
*
*
BCz
MCz
0,5
0
C
MCz-Sin alcohol
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de cerveza baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
Figura 5. Daño miocárdico 21 días después del infarto de miocardio.
*P < 0,05 frente a C.
I. Porcentaje de la zona de riesgo del ventrículo izquierdo y tamaño de la cicatriz.
%
s
Episodios de VF / animal
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 30
70
Área de riesgo
Tamaño del infarto
60
50
40
P=0.07
30
*
*
20
10
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin alcohol
II. Reconstrucción representativa en 3D del ventrículo izquierdo (zona verde claro =
ventrículo izquierdo viable; zona verde oscuro = cicatriz) realizada con Allplan® .
C
BCz
MCz
MCz sin alcohol
III. Pesos de los corazones.
C:
229 ± 11 g
BCz:
227 ± 10 g
MCz:
233 ± 9 g
MCz-sin alcohol:
222 ± 7 g
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
30
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 31
s
Es interesante observar que no se detectó ninguna remodelación asimétrica grave del
ventrículo izquierdo en ningún animal a los 21 días de provocarse el IM (Figura 5II),
ni tampoco se detectaron diferencias en el peso del corazón entre los distintos grupos de animales (Figura 5III).
6.4. LA INGESTA DE CERVEZA ACTIVA CINASAS CARDIOPROTECTORAS
Y REDUCE LA MUERTE CELULAR POR APOPTOSIS DEPENDIENTE
DE SIRTUINA-1 EN EL MIOCARDIO ISQUÉMICO
El consumo de cerveza (tradicional y sin alcohol) se asoció a la activación de la señalización Akt/eNOS (P < 0,05 frente a C; Figura 6I) en el miocardio isquémico (P <
0,05 frente a miocardio no-isquémico). Sin embargo, sólo los animales que tomaron
cerveza tradicional (BCz y MCz) mostraron cambios en la activación/fosforilación de
PKC-ε (incremento del doble; Figura 6II) y en su efector Erk-2 (Figura 6III, e; P <
0,05 frente a C y miocardio no-isquémico).
Los animales que tomaron cerveza mostraron un aumento de casi el doble de la
expresión génica de Sirtuina-1 y una reducción de seis veces en la forma activa de
la caspasa-3 (efector de muerte celular por apoptosis; Figura 6III) en la región miocárdica isquémica (P < 0,05 frente a C).
31
e
i
s
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:11 Página 32
s
e
i
s
Figura 6. Cinasas cardioprotectoras y apoptosis en el miocardio isquémico (verde
oscuro) y no isquémico (verde claro).
Enfermedad Cardiovascular
8%
I. Tinción co
Akt
350
*†
300
*†
*†
250
200
150
100
P-eNOS/β actina
Otras
P-Akt/β actina
I. Vía de señalización Akt/eNOS
*†
250
*†
*†
200
B
150
100
M
50
50
MCz-Sin alco
0
0
Cáncer
eNos
300
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
600
PKC
*†
500
400
*†
300
200
Enfermedad Cardiovasular
P-Erk2/βactina
Diabetes
P-PKCε/PKCε
II. Vía de señalización PKC/Erk2
*†
350
*†
300
250
200
150
C
100
100
9%
Erk2
400
50
0
0
C
BCz
MCz
Cáncer
MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Sirtuina1
140
*
120
*
100
*
80
60
40
LCx
20
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Caspase3 activa/βactina
Sirt1/18SrRNA
III. Apoptosis
Caspasa-3
300
250
200
150
*
100
*
*
50
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día);
*P < 0,05 frente a animales de control (C); †P < 0,05 frente a tejido cardíaco no isquémico.
mm
32I.
Contenido colágeno.
C
BCz
MCz
*
*
CE
TG
FC
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 33
s
6.5. EFECTO
DE LA INGESTA DE CERVEZA EN
LA FIBROSIS REPARATIVA DE LA CICATRIZ
6.5.1. EFECTOS SOBRE LA SÍNTESIS DE COLÁGENO
El análisis histológico de las fibras de colágeno mediante tinción con rojo Sirio
reveló un contenido de colágeno fibrilar en la zona de la cicatriz dos veces más
alto en los animales alimentados con cerveza frente al grupo control (Figura 7I),
pese a una detección de fibroblastos similar (tinción de vimentina; Figura 7II).
Los niveles de expresión génica de TGF-β1 en la cicatriz también se incrementaron notablemente en los animales que tomaron cerveza frente a los animales control (Figura 7II).
Las fibras de colágeno y TGF-β1 se detectaron de forma similar en todos los
grupos de animales, tanto en el miocardio isquémico como el no isquémico, aunque en menor medida que en la cicatriz (Figura 7I).
Los fibroblastos también fueron menos abundantes, tanto en el miocardio
isquémico como en el miocardio no-isquémico, en comparación con la cicatriz
(Figura 7II).
La zimografía realizada en tejido cicatricial reveló que la actividad de la MMP9 se encontraba notablemente reducida en aquellos animales que tomaron cerveza (P = 0,05) frente al grupo de control (Figura 7III).
33
e
i
s
9%
50
0
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 34
0
C
BCz
MCz
Cáncer
MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
e
i
s
Sirtuina1
140
*
120
*
*
100
Caspase3 activa/βactina
s
Sirt1/18SrRNA
III. Apoptosis
80
60
40
LCx
20
Caspasa-3
300
250
200
150
*
100
*
*
50
Figura
y no isquémico.
0 7. Respuesta fibrótica en miocardio isquémico
0
C
BCz
MCz
C
MCz-Sin
BCz
MCz
MCz-Sin
I. Contenido de colágeno e imagen
representativa [tinción con rojo Sirio, visualizaalcohol
alcohol
do
en la imagen en gris]. II. Contenido de fibroblastos (tinción con vimentina) y
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día);
*P < 0,05 frente a animales de control (C); †P < 0,05 frente a tejido cardíaco no isquémico.
análisis
de la expresión TGF- 1 mRNA en las distintas regiones cardíacas. III.
mm
Actividad de MMP9 en la zona de la cicatriz valorada por zimografía.
I. Contenido colágeno.
C
*
BCz
*
MCz
Miocardio No-Isquémico
*
MCz-Sin alcohol
200
400
600
800
1000
Cicatriz
0
C
BCz
MCz
II. Fibroblastos y TGFβ1.
cidencia fibrilaciones ventriculares
cidencia mortalidad
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
*
C
BCz
Isquémico
Cicatriz
*
TGFβ1/18SrRNA
Contenido Fibroblastos
(tinción vimentina)
uémico
MCz-sin alcohol
*
400
350
300
250
200
150
100
50
0
No isquémico
*
*
MCz MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz MCz-Sin
alcohol
III. Actividad cardíaca de metaloproteasas-9.
C
BCz
60%
80%
MCz
100%
ingesta de cerveza moderada (25 g/día).
MCz-Sin alcohol
0
200
400
600
800
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
34
*
CE
TG
FC
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 35
s
6.5.2. EFECTOS SOBRE LA INFILTRACIÓN MIOCÁRDICA DE LÍPIDOS
La evaluación histológica de la infiltración miocárdica de lípidos neutros mediante
tinción de ORO reveló que, 21 días tras el infarto, aquellos animales alimentados con
cerveza mostraban un menor contenido de lípidos a nivel del tejido cicatricial en
comparación con los animales control (Figura 8I). Es más, no se detectaron lípidos
en el tejido isquémico de los animales alimentados con cerveza, mientras sí había
infiltrado lipídico intramiocárdico en los animales control.
El análisis bioquímico de lípidos demostró que la ingesta de cerveza se asociaba
a una reducción pronunciada del contenido de colesterol esterificado, tanto en la
zona cicatricial como el miocardio isquémico, frente a los animales control (Figura
8II). Los triglicéridos también disminuyeron en el miocardio a riesgo de los animales alimentados con cerveza tradicional de forma leve a moderada (BCz/MCz; Figura
8II), pero no en los animales que tomaron cerveza sin alcohol.
No se observaron diferencias en el contenido de ácidos grasos libres entre los distintos grupos de animales a lo largo de las distintas zonas cardíacas.
35
e
i
s
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 36
s
e
i
s
Figura 8. Infiltración miocárdica de lípidos.
I. Tinción con Oil-Red-O (ORO).
I. Tinción con Oil-Red-O (ORO)
eNos
*†
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
*
BCz
0
BCz
Erk2
*
MCz-Sin alcohol
C
0,15
1
*
% tinción ORO
II. Cromatografía en capa fina.
*
MCz-Sin alcohol
MCz-Sin
alcohol
CicatrizEsteres colesterol
0Cicatriz
Isquémico 1
0,15
3,2±0,3
C
%8±2,4
tinción
BCz
MCzOROalcohol
C
0,9±0,16*
1,0±0,08*
BCz
0,9±0,07*
0,92±0,03*
MCz
CE
1±0,32*
0,9±0,4*
MCz-sin alcohol
TG
FC
aspasa-3
MCz-Sin
alcohol
Isquémico
Triglicéridos
No Isquém.
1,5
MCz-Sin
Erk2
MCz-Sin
alcohol
2
Cicatriz
Isquémico
No isquémico
*
MCz
1,5
BCz
MCz
Cicatriz2
1,12±0,4
31,5±0,2
C
BCz
1±0,03
5,7±0,96*
1,01±0,07
7,2±1,6*
CE
1,01±0,2
27,8±4,7
TG
FC
Cicatriz
C
No
isquémico Isquémico
eNos
MCz-Sin
alcohol
Cicatriz
Isquémico
No isquémico
*
No
Cicatriz
isquémico Isquémico
MCzOil-Red-O (ORO)
I. Tinción con
*†
Cicatriz
C
33,5±0,6 MCz-Sin
5,7±0,7
MCz alcohol
6,4±1,3*
5,4±0,6
5,1±0,5*
5,3±0,9
CE
17,7±3,1*
6±1,7
TG
FC
Isquémico
MCz-Sin
alcohol
C
CE
TG
FC
Isquémico No Isquém.
BCz
MCz
No grasos
isquémico
Ácidos
libres
Cicatriz
Isquémico No Isquém.
2±0,2
C
3,3±0,4
3,6±0,5
2±0,32
No isquémico
MCz-Sin
alcohol
CE
TG
FC
MCz-Sin
2,4±0,1
2,4±0,7
MCz alcohol
1,9±0,8
1,4±0,1
2,5±0,3
2,3±0,8
2,4±0,4
2,5±0,24
BCz
C
BCz
MCz
CE
TG
FC
*
Fracción Eyección Ventrículo Izquierdo
(FEVI)
Fracción de Acortamiento
%
);
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día). CE: esteres de colesterol; TG: triglicéridos;
FC: colesterol libre.*P < 0,05 frente a C.
%
aspasa-3
MCz-Sin
alcohol
100
80
*
80
†*
†*
†*
60
* *
*
*
60
*
36
†*
40
Fracción Eyección Ventrículo Izquierdo
20
(FEVI)
*
Fracción de *Acortamiento
%
);
40
%
MCz-Sin
alcohol
100
C
BCz
†*
60
MCz
†*
†*
*
MCz
MCz-Sin
alcohol
20
1000
80
†*
*
MCz-Sin
alcohol
†*
100
0
80
60
C
BCz
MCz-Sin
alcohol
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 37
s
6.6. EFECTO
DE LA INGESTA DE CERVEZA
SOBRE LA FUNCIÓN CARDÍACA
Se analizó, mediante ecocardiografía, la función cardíaca global y los parámetros
relativos a la remodelación del ventrículo izquierdo anteriormente al infarto (pre-IM),
tras 90 minutos de isquemia (post-IM) y en el sacrificio (21 días post-infarto). Como
se muestra en la Figura 9, 90 minutos de isquemia provocaron una afectación significativa y similar de la FEVI (reducción del 31%, 30%, 26% y 33%, en C, BCz, MCz
y MCz-sin alcohol, respectivamente) y de la fracción de acortamiento (reducción del
18%, 19%, 19% y 12%, en C, BCz, MCz y MCz-sin alcohol, respectivamente; P < 0,05
frente a pre-IM).
En comparación con las medidas funcionales pre-infarto, 90 minutos de isquemia
indujeron una afectación significativa y similar de todos los parámetros de contracción (sistólicos) en todos los grupos de animales, mientras que no se detectaron
cambios en los parámetros relacionados con la dilatación del ventrículo izquierdo
(VDF y DDVI) frente al pre-IM (Figura 9). El análisis ecocardiográfico, 21 días después del infarto, reveló que los animales control habían sufrido un deterioro prominente y significativo (P < 0,05) del funcionamiento cardíaco en todos los parámetros relativos a la remodelación del ventrículo izquierdo (volumen tele-sistólico final:
aumento del 15%, volumen tele-diastólico final: aumento del 35%, diámetro sistólico del ventrículo izquierdo: aumento del 7% y diámetro diastólico del ventrículo
izquierdo: aumento del 10%) frente al post-infarto. Los animales que tomaron cerveza en su dieta, a pesar de mostrar un deterioro similar a los animales control en
cuanto a los parámetros relativos a la dilatación, no mostraron un empeoramiento
en los parámetros de la función contráctil. Cabe destacar que, tanto el análisis entre
grupos como entre animales, demostró una mejora significativa de la función cardíaca global (FEVI) en los animales que tomaron cerveza (tradicional y sin alcohol)
frente a los controles. Es más, el consumo de cerveza, tradicional y sin alcohol, no
se asoció con cambios en el ritmo cardíaco o en la presión sanguínea media a lo largo
de todo el experimental (Figura 9).
37
e
i
s
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página
38
MCz-Sin
BCz
MCz alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
s
CE
TG
FC
e
i
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
CE
TG
FC
s
BCz
CE
TG
FC
Caspasa-3
*
*
*
Figura 9. Análisis ecocardiográfico de la función cardíaca global y parámetros de
MCz
MCz-Sin
alcohol
lcohol moderada (25 g/día);
uémico.
Fracción Eyección Ventrículo Izquierdo
(FEVI)
Fracción de Acortamiento
%
BCz
%
remodelado del ventrículo izquierdo.
100
80
80
†*
†*
†*
60
* *
*
*
40
60
*
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
FEVI pre-IM
FEVI post-IM
FEVI Sacrificio (21 días)
MCz-sin alcohol
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Volumen telediastólico
100
60
*
*
*
*
*
†*
†*
†*
40
* *
20
20
0
0
C
MCz MCz-Sin
alcohol
†*
60
*†
40
*
100
80
*
BCz
C
Volumen telesistólico
No isquémico
*
*
Fracción de acortamiento pre-IM
Fracción de acortamiento post-IM
Fr. de acortamiento Sacrificio (21 días)
80
Isquémico
*
%
1000
†*
*
%
00
†*
*
0
C
*
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
Volumen telesistólico pre-IM
Volumen telesistólico post-IM
Volumen telesistólico Sacrificio (21 días)
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Volumen telediastólico pre-IM
Volumen telediastólico post-IM
Volumen telediastólico Sacrificio (21 días)
Diámetro Ventrículo Izquierdo Sístole
Diámetro Ventrículo Izquierdo Diástole
mm
*P<0.05 vs pre-IM; †P<0.05 vs post-IM
mm
C
20
0
*
†*
40
20
*
100
800
lcohol moderada (25 g/día).
38
50
40
30
40
†*
*
50
* *
* *
* *
30
20
20
10
10
†*
†*
†*
†*
MCz
MCz-Sin
alcohol
60
60
CICS estudio 20:CERVEZA
*† 14. OK 21/03/13 10:12 Página 39
*
40
*
*
*
40
* *
*
20
20
0
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
Volumen telesistólico pre-IM
Volumen telesistólico post-IM
Volumen telesistólico Sacrificio (21 días)
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
s
Volumen telediastólico pre-IM
Volumen telediastólico post-IM
Volumen telediastólico Sacrificio (21 días)
Diámetro Ventrículo Izquierdo Sístole
Diámetro Ventrículo Izquierdo Diástole
mm
mm
*P<0.05 vs pre-IM; †P<0.05 vs post-IM
50
40
30
†*
†*
* *
* *
* *
†*
†*
40
†*
*
50
30
20
20
10
10
0
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
C
Presión Arterial
Frecuencia Cardíaca
ppm
100
MCz
MCz-Sin
alcohol
Diámetro VI diástole pre-IM
Diámetro VI diástole post-IM
Diámetro VI diástole Sacrificio (21 días)
mmHg
Diámetro VI sístole pre-IM
Diámetro VI sístole post-IM
Diámetro VI sístole Sacrificio (21 días)
BCz
100
80
60
50
40
20
0
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Presión Arterial pre-IM
Presión Arterial post-IM
Presión Arterial Sacrificio (21 días)
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
Frecuencia Cardíaca pre-IM
Frecuencia Cardíaca post-IM
Frecuencia Cardíaca Sacrificio (21 días)
*P<0.05 vs pre-IM; †P<0.05 vs post-IM
39
300
250
200
Max CD, nmol DC/mg prot LDL
Tiempo latencia, min
V max nmol* min(-1)* mg prot LDL(-1)
TBARS, nmol MDA/mg proteína
e
i
s
Diámetro Ventrículo Izquierdo Sístole
Diámetro Ventrículo Izquierdo Diástole
mm
mm
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800
lcohol moderada (25 g/día).
i
s
30
†*
†*
†*
†*
40
†*
* *
*
50
* *
* *
30
20
20
10
10
0
0
C
BCz
MCz
6.7. LA
MCz-Sin
alcohol
C
BCz
MCz
MCz-Sin
alcohol
INGESTA DE CERVEZA AUMENTA LA CAPACIDAD
Diámetro VI sístole pre-IM
Diámetro VI diástole pre-IM
DISMINUYE
EL ESTRÉS
ANTIOXIDANTE DE LAS HDL Y Diámetro
Diámetro VI sístole post-IM
VI diástole post-IM
Diámetro
VI sístole Sacrificio
(21 días)
Diámetro VI diástole
Sacrificio (21 días)
OXIDATIVO
ASOCIADO
A LAS PARTÍCULAS
DE LDL
Presión Arterial
Frecuencia Cardíaca
La ingesta de cerveza aumentó el potencial antioxidante del colesterol HDL frente a
100
la presencia
de LDL oxidadas (Figura 10I). Por 100
otra parte, la ingesta de cerveza tam-
ppm
e
40
mmHg
s
50
bién80prolongó el tiempo necesario para inducir, in vitro, la oxidación del colesterol
LDL 60(Figura 10II; tiempo de latencia casi 3 veces superior; P < 0,05). No se detec50
40 diferencias entre los distintos grupos de animales en la formación máxima de
taron
20 conjugados, así como en la velocidad máxima de su formación o de TBARS.
dienos
0
0
C
BCz
MCz
MCz-Sin
C
BCz
MCz MCz-Sin
Figura 10. Efecto del consumo dealcohol
cerveza en el estrés oxidativo de las lipoproteínas.
alcohol
I. Potencial
antioxidante
unidades Cardíaca
fluorométricas.
Presión Arterial
pre-IM de HDL expresado enFrecuencia
pre-IM
Presión Arterial post-IM
Presión Arterial Sacrificio (21 días)
Frecuencia Cardíaca post-IM
Frecuencia Cardíaca
(21 días)
UnidadesSacrificio
Luminiscencia
LDL0xvs pre-IM; †P<0.05 vs post-IM
*P<0.05
45.590 ± 1.325
49.847 ± 1.111
34.239 ± 3.956*
32.633 ± 2.941*
35.073 ± 489*
LDL+HDL de plasma C
LDL+HDL de plasma BCz
LDL+HDL de plasma MCz
LDL+HDL de plasma MCz+sin alcohol
II. Capacidad oxidativa del LDL a los 21 días del IM (periodo total de 31 días de
ingesta de cerveza).
Max CD, nmol DC/mg prot LDL
Tiempo latencia, min
300
V max nmol* min(-1)* mg prot LDL(-1)
TBARS, nmol MDA/mg proteína
250
200
150
100
50
*
*
BCz
MCz
*
0
C
MCz-Sin alcohol
C: hipercolesterolémico; BCz: ingesta de alcohol baja (12,5 g/día); MCz: ingesta de alcohol moderada (25 g/día).
*P < 0,05 frente a C.
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CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 41
s
DISCUSIÓN
En el presente estudio demostramos que, en un modelo animal de hiperlipemia inducida por dieta, el consumo moderado de cerveza protege el corazón de los efectos
nocivos derivados de sufrir un infarto de miocardio, en comparación con los animales que no toman cerveza.
Por vez primera, aportamos nuevos datos que descifran los mecanismos por los que
la ingesta de cerveza (tradicional y sin alcohol) confiere cardioprotección y limita el
daño miocárdico que se traduce en una mejora del funcionamiento miocárdico postinfarto.
En este estudio hemos demostrado que la ingesta de cerveza reduce la incidencia
de episodios de arritmia ventricular durante la inducción de isquemia severa, disminuye el estrés oxidativo sistémico, activa cinasas cardioprotectoras a nivel del miocardio isquémico, reduce el grado de apoptosis miocárdica dependiente de sirtuina1 y favorece la fibrosis reparativa. Estos efectos cardioprotectores, asociados con el
consumo de cerveza, conducen a una mejora global del funcionamiento cardíaco.
Hasta la fecha, varios estudios han descrito los efectos cardiovasculares beneficiosos asociados al consumo moderado y regular de bebidas fermentadas (vino y cerveza) en las poblaciones que siguen una Dieta Mediterránea saludable. De hecho, se
ha reportado en repetidas ocasiones la asociación en forma de U entre la ingesta de
bebidas alcohólicas y la incidencia de enfermedad cardiovascular38. El incremento del
colesterol HDL es uno de los mecanismos por los cuales el alcohol per se ha demostrado ser beneficioso para el corazón, ya que el consumo de bebidas sin alcohol no
parece provocar cambios en el perfil lipídico39. Aparte de la bien conocida capacidad
del HDL de eliminar el colesterol de los vasos sanguíneos mediante el transporte
reverso del colesterol, el HDL y su componente, la esfingosina-1-fosfato (S1P)40, también han demostrado proteger en gran medida el corazón frente a las lesiones por
isquemia/reperfusión in vivo, reduciendo la infiltración de células inflamatorias
(efectos antiinflamatorios) y la muerte celular por apoptosis de los cardiomiocitos41.
Sin embargo, otro mecanismo clave por el cual el HDL puede producir efectos cardioprotectores reside en su capacidad de inhibir la oxidación de las partículas de LDL.
41
i
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t
e
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s
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e
En efecto, en nuestro estudio demostramos que la ingesta moderada y regular de
cerveza (25 g alcohol/día) durante 31 días se asocia a un aumento de los niveles de plasma de HDL. Sin embargo, el consumo de cerveza sin alcohol, aunque
no aumenta los niveles de HDL, es capaz de mejorar su calidad, haciendo que las
partículas de HDL adquieran una mayor capacidad antioxidante. Es más, el consumo de cerveza (tradicional y sin alcohol) confiere a las partículas de LDL una
mayor resistencia a la oxidación. Aunque los mecanismos responsables del
potencial efecto protector asociado a los antioxidantes son complejos, todos
estos hallazgos sugieren que, aparte del contenido de alcohol, que principalmente aumenta los niveles de HDL, otras sustancias derivadas de los componentes no-alcóholicos presentes en la cerveza contribuyen a las propiedades antioxidantes que protegen el corazón frente al daño cardíaco oxidativo que se produce durante la inducción de infarto y posterior reperfusión42.
En cuanto a los efectos protectores asociados al consumo de cerveza a nivel
del miocardio a riesgo, observamos que ambos tipos de cerveza producen un
aumento significativo de la expresión de la sirtuina-1 en el miocardio isquémico
viable. Sirtuina-1 es una molécula antioxidante clave, cuyas propiedades cardioprotectoras frente a la lesión por I/R se han demostrado recientemente al disminuir la ejecución de la muerte celular por apoptosis43. En nuestro estudio
demostramos que la ingesta de cerveza previene la reducción de la sirtuina-1
detectada en el tejido isquémico de los animales control (hiperlipémicos). En
línea con estas observaciones, detectamos que la forma activa de la caspasa-3,
ejecutor final e irreversible de la muerte celular por apoptosis, se encuentra marcadamente reducida en los animales alimentados con cerveza frente al grupo
control, contribuyendo en última instancia a limitar el tamaño de la cicatriz. A
este respecto, un estudio realizado en corazones aislados de ratas, ha reportado
que la ingesta de resveratrol (polifenol presente en el vino tinto e inductor de
sirtuina-1) reduce el tamaño del infarto cuando se administra antes del daño
isquémico44.
42
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 43
s
En nuestra investigación también demostramos que la ingesta de cerveza puede
contribuir a proteger el miocardio infartado al inducir la activación de cinasas cardioprotectoras y de sus vías de señalización 45, 46. A este respecto, observamos un
incremento de la actividad de Akt y su efecto, la enzima óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS). Estudios previos refuerzan el papel protector derivado de una alta concentración/actividad de eNOS, así como de óxido nítrico (producto derivado de la
actividad de la enzima eNOS) en la lesión miocárdica de isquemia/reperfusión y en
el desarrollo de insuficiencia cardíaca 45, 47, 48. Cabe destacar que la isoforma cardioprotectora PKCε y su efector Erk2 sólo se activan con la ingesta de leve a moderada
de alcohol y no con la cerveza sin alcohol. En línea con estas observaciones, estudios en cultivos celulares han demostrado que los polifenoles del vino (resveratrol)
producen un efecto insignificante en la actividad de PKCε49 .
En cuanto al efecto de la ingesta de cerveza en la formación de la cicatriz fibrosa, observamos que los animales alimentados con cerveza no muestran la reducción
del contenido en colágeno detectada en los animales control. Es más, a pesar de presentar una densidad parecida de fibroblastos, el factor TGF-β1 se ve claramente
sobre-expresado en los animales alimentados con cerveza. El factor TGF-β1 regula de
forma crucial la deposición de colágeno en la zona de pérdida de cardiomiocitos al
inducir la conversión fenotípica de los fibroblastos a miofibroblastos. De hecho, los
miofibroblastos son células con propiedades contráctiles cuya función principal es la
de sintetizar colágeno. Por lo tanto, a pesar de que se detecta una celularidad de
fibroblastos similar en todos los animales, la ingesta de cerveza favorece la transdiferenciación miofibroblástica, favoreciendo la formación del tejido cicatrizal reparativo con capacidad de retracción. Además, también demostramos que la ingesta de
cerveza limita la actividad proteolítica de la MMP9 en la zona de la cicatriz, con lo
que se sugiere una mayor maduración y, por ende, un mayor endurecimiento de la
matriz de colágeno. Todo ello limita la respuesta fibrótica post-infarto y evita su
“expansión”. En efecto, el tamaño de la cicatriz es menor en los animales alimentados con cerveza.
43
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Por otro lado, también observamos que la ingesta de cerveza revierte la lipotoxicidad inducida por la infiltración de partículas lipídicas en el miocardio isquémico
detectadas en los corazones de los animales control. De hecho, los animales alimentados con cerveza muestran menos depósitos de lípidos, fundamentalmente
ésteres de colesterol, en el miocardio a riesgo (tejido que ha sufrido isquemia). Es
muy probable que este hecho haya favorecido el proceso de fibrosis reparativa de la
cicatriz33. Es interesante observar que la infiltración de triglicéridos sólo resulta
afectada (disminuida) en aquellos animales que han ingerido cerveza tradicional. En
la actualidad, estamos llevando a cabo estudios para aclarar los mecanismos (receptores/vías de señalización) implicados en la infiltración/absorción intramiocárdica
de lípidos post-infarto. Hasta la fecha, hemos demostrado que la hipoxia induce la
expresión y función del receptor lipoproteico LRP-1 (low density lipoprotein receptor-related protein 1), tanto en miocitos cardíacos (línea celular HL-1) - cargados o
no de lípidos-, como en células musculares lisas vasculares, a través de un mecanismo dependiente del factor inducible por hipoxia HIF-137, 50.
Finalmente, en cuando a los efectos del consumo de cerveza sobre la función cardíaca, observamos que ambos tipos de cerveza (tradicional y sin alcohol) disminuyen la aparición total de arritmias/complicaciones derivadas de la isquemia durante
la inducción del infarto, con lo que se confirma un efecto protector que resulta más
pronunciado (incidencia menor) en los animales que consumieron cerveza de forma
leve a moderada. En base a estudios anteriores, realizados con pacientes con enfermedad coronaria, se desprende que tanto los polifenoles como el alcohol en sí mejoran la respuesta endotelial hiperémica 51, lo cual sugiere una mejor adaptación al
insulto isquémico cuando se combinan ambos componentes cardioprotectores, tal y
como se ha observado en nuestro estudio.
Tomados en su conjunto, las propiedades cardioprotectoras asociadas al consumo de cerveza conducen a un mejor proceso de cicatrización del ventrículo izquierdo, lo que deriva en una mejor función cardíaca global detectada a las tres semanas
post-infarto.
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CONCLUSIONES
En conclusión, nuestros datos respaldan que el consumo de cerveza (sin alcohol y/o
tradicional) confiere cardioprotección durante el infarto de miocardio, contrarrestando los efectos nocivos derivados de la dislipemia (factor de riesgo clave y comúnmente encontrado en pacientes que sufren infarto de miocardio) y favoreciendo la
recuperación funcional del miocardio.
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bibliografía
BIBLIOGRAFÍA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
46
www.oms.org.
Badimon L, Storey RF, Vilahur G. Update on lipids, inflammation and atherothrombosis. Thromb
Haemost. 2011;105 Suppl 1:S34-42
Badimon L, Badimon JJ, Vilahur G, Segales E, Llorente V. Pathogenesis of the acute coronary syndromes and therapeutic implications. Pathophysiology of haemostasis and thrombosis.
2002;32:225-231
Vilahur G, Juan-Babot O, Pena E, Onate B, Casani L, Badimon L. Molecular and cellular mechanisms
involved in cardiac remodeling after acute myocardial infarction. J Mol Cell Cardiol. 2011;50:522533
Flesch M, Rosenkranz S, Erdmann E, Bohm M. Alcohol and the risk of myocardial infarction. Basic
research in cardiology. 2001;96:128-135
Gronbaek M, Becker U, Johansen D, Gottschau A, Schnohr P, Hein HO, Jensen G, Sorensen TI. Type
of alcohol consumed and mortality from all causes, coronary heart disease, and cancer. Ann Intern
Med. 2000;133:411-419
Klatsky AL, Armstrong MA, Friedman GD. Risk of cardiovascular mortality in alcohol drinkers, exdrinkers and nondrinkers. Am J Cardiol. 1990;66:1237-1242
Kloner RA, Rezkalla SH. To drink or not to drink? That is the question. Circulation. 2007;116:13061317
Levantesi G, Marfisi R, Mozaffarian D, Franzosi MG, Maggioni A, Nicolosi GL, Schweiger C, Silletta M,
Tavazzi L, Tognoni G, Marchioli R. Wine consumption and risk of cardiovascular events after myocardial infarction: Results from the gissi-prevenzione trial. International journal of cardiology. 2011
Renaud S, de Lorgeril M. Wine, alcohol, platelets, and the french paradox for coronary heart disease. Lancet. 1992;339:1523-1526
Rimm EB, Williams P, Fosher K, Criqui M, Stampfer MJ. Moderate alcohol intake and lower risk of
coronary heart disease: Meta-analysis of effects on lipids and haemostatic factors. Bmj.
1999;319:1523-1528
St Leger AS, Cochrane AL, Moore F. Factors associated with cardiac mortality in developed countries
with particular reference to the consumption of wine. Lancet. 1979;1:1017-1020
Badimon L, Vilahur G, Padro T. Nutraceuticals and atherosclerosis: Human trials. Cardiovascular therapeutics. 2010;28:202-215
Mukamal KJ, Chiuve SE, Rimm EB. Alcohol consumption and risk for coronary heart disease in men
with healthy lifestyles. Archives of internal medicine. 2006;166:2145-2150
Frankel EN, Waterhouse AL, Kinsella JE. Inhibition of human ldl oxidation by resveratrol. Lancet.
1993;341:1103-1104
Fuhrman B, Lavy A, Aviram M. Consumption of red wine with meals reduces the susceptibility of
human plasma and low-density lipoprotein to lipid peroxidation. Am J Clin Nutr. 1995;61:549-554
Mikhailidis DP, Jeremy JY, Barradas MA, Green N, Dandona P. Effect of ethanol on vascular prostacyclin (prostaglandin i2) synthesis, platelet aggregation, and platelet thromboxane release. Br Med J
(Clin Res Ed). 1983;287:1495-1498
Ridker PM, Vaughan DE, Stampfer MJ, Glynn RJ, Hennekens CH. Association of moderate alcohol
consumption and plasma concentration of endogenous tissue-type plasminogen activator. Jama.
1994;272:929-933
Saija A, Scalese M, Lanza M, Marzullo D, Bonina F, Castelli F. Flavonoids as antioxidant agents:
Importance of their interaction with biomembranes. Free Radic Biol Med. 1995;19:481-486
Yano K, Reed DM, McGee DL. Ten-year incidence of coronary heart disease in the Honolulu heart
program. Relationship to biologic and lifestyle characteristics. Am J Epidemiol. 1984;119:653-666
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 47
bibliografía
21. Stampfer MJ, Colditz GA, Willett WC, Speizer FE, Hennekens CH. A prospective study of moderate
alcohol consumption and the risk of coronary disease and stroke in women. N Engl J Med.
1988;319:267-273
22. Zhou HZ, Karliner JS, Gray MO. Moderate alcohol consumption induces sustained cardiac protection
by activating pkc-epsilon and akt. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2002;283:H165-174
23. Sato M, Maulik N, Das DK. Cardioprotection with alcohol: Role of both alcohol and polyphenolic
antioxidants. Ann N Y Acad Sci. 2002;957:122-135
24. Miyamae M, Diamond I, Weiner MW, Camacho SA, Figueredo VM. Regular alcohol consumption
mimics cardiac preconditioning by protecting against ischemia-reperfusion injury. Proc Natl Acad Sci
U S A. 1997;94:3235-3239
25. Krenz M, Cohen MV, Downey JM. Protective and anti-protective effects of acute ethanol exposure in
myocardial ischemia/reperfusion. Pathophysiology. 2004;10:113-119
26. Kelly RF, Lamont KT, Somers S, Hacking D, Lacerda L, Thomas P, Opie LH, Lecour S. Ethanolamine is
a novel stat-3 dependent cardioprotective agent. Basic research in cardiology. 2010;105:763-770
27. Chen CH, Gray MO, Mochly-Rosen D. Cardioprotection from ischemia by a brief exposure to physiological levels of ethanol: Role of epsilon protein kinase c. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999;96:1278412789
28. Krenz M, Baines CP, Yang XM, Heusch G, Cohen MV, Downey JM. Acute ethanol exposure fails to elicit preconditioning-like protection in in situ rabbit hearts because of its continued presence during
ischemia. J Am Coll Cardiol. 2001;37:601-607
29. Krenz M, Baines CP, Heusch G, Downey JM, Cohen MV. Acute alcohol-induced protection against
infarction in rabbit hearts: Differences from and similarities to ischemic preconditioning. J Mol Cell
Cardiol. 2001;33:2015-2022
30. Tang XL, Takano H, Xuan YT, Sato H, Kodani E, Dawn B, Zhu Y, Shirk G, Wu WJ, Bolli R.
Hypercholesterolemia abrogates late preconditioning via a tetrahydrobiopterin-dependent mechanism in conscious rabbits. Circulation. 2005;112:2149-2156
31. Vilahur G, Hernandez-Vera R, Molins B, Casani L, Duran X, Padro T, Badimon L. Short-term myocardial ischemia induces cardiac modified c-reactive protein expression and proinflammatory gene
(cyclo-oxygenase-2, monocyte chemoattractant protein-1, and tissue factor) upregulation in peripheral blood mononuclear cells. Journal of thrombosis and haemostasis : JTH. 2009;7:485-493
32. Vilahur G, Casani L, Pena E, Duran X, Juan-Babot O, Badimon L. Induction of risk by hmg-coa reductase inhibition affords cardioprotection after myocardial infarction. Atherosclerosis. 2009;206:95101
33. Vilahur G, Casani L, Juan-Babot O, Guerra J, Badimon L. Infiltrated cardiac lipids impair myofibroblast-induced healing of the myocardial scar post-myocardial infarction. Atherosclerosis. 2012
34. Ibanez B, Prat-Gonzalez S, Speidl WS, Vilahur G, Pinero A, Cimmino G, Garcia MJ, Fuster V, Sanz J,
Badimon JJ. Early metoprolol administration before coronary reperfusion results in increased myocardial salvage: Analysis of ischemic myocardium at risk using cardiac magnetic resonance.
Circulation. 2007;115:2909-2916
35. Dorn JM, Hovey K, Williams BA, Freudenheim JL, Russell M, Nochajski TH, Trevisan M. Alcohol drinking pattern and non-fatal myocardial infarction in women. Addiction. 2007;102:730-739
36. Thomas WP, Gaber CE, Jacobs GJ, Kaplan PM, Lombard CW, Moise NS, Moses BL. Recommendations
for standards in transthoracic two-dimensional echocardiography in the dog and cat.
Echocardiography committee of the specialty of cardiology, american college of veterinary internal
medicine. Journal of veterinary internal medicine / American College of Veterinary Internal Medicine.
1993;7:247-252
47
CICS estudio 20:CERVEZA 14. OK 21/03/13 10:12 Página 48
bibliografía
37. Cal R, Castellano J, Revuelta-Lopez E, Aledo R, Barriga M, Farre J, Vilahur G, Nasarre L, HoveMadsen L, Badimon L, Llorente-Cortes V. Low-density lipoprotein receptor-related protein 1 mediates hypoxia-induced very low density lipoprotein-cholesteryl ester uptake and accumulation in cardiomyocytes. Cardiovasc Res. 2012;94:469-479
38. Mukamal KJ, Jensen MK, Gronbaek M, Stampfer MJ, Manson JE, Pischon T, Rimm EB. Drinking frequency, mediating biomarkers, and risk of myocardial infarction in women and men. Circulation.
2005;112:1406-1413
39. Martinez Alvarez JR, Belles VV, Lopez-Jaen AB, Marin AV, Codoner-Franch P. Effects of alcohol-free
beer on lipid profile and parameters of oxidative stress and inflammation in elderly women.
Nutrition. 2009;25:182-187
40. Sattler KJ, Elbasan S, Keul P, Elter-Schulz M, Bode C, Graler MH, Brocker-Preuss M, Budde T, Erbel R,
Heusch G, Levkau B. Sphingosine 1-phosphate levels in plasma and hdl are altered in coronary
artery disease. Basic research in cardiology. 2010;105:821-832
41. Gomez L, Paillard M, Price M, Chen Q, Teixeira G, Spiegel S, Lesnefsky EJ. A novel role for mitochondrial sphingosine-1-phosphate produced by sphingosine kinase-2 in ptp-mediated cell survival
during cardioprotection. Basic research in cardiology. 2011;106:1341-1353
42. Callemien D, Jerkovic V, Rozenberg R, Collin S. Hop as an interesting source of resveratrol for brewers: Optimization of the extraction and quantitative study by liquid chromatography/atmospheric
pressure chemical ionization tandem mass spectrometry. J Agric Food Chem. 2005;53:424-429
43. Hsu CP, Zhai P, Yamamoto T, Maejima Y, Matsushima S, Hariharan N, Shao D, Takagi H, Oka S,
Sadoshima J. Silent information regulator 1 protects the heart from ischemia/reperfusion.
Circulation. 2010;122:2170-2182
44. Ray PS, Maulik G, Cordis GA, Bertelli AA, Bertelli A, Das DK. The red wine antioxidant resveratrol
protects isolated rat hearts from ischemia reperfusion injury. Free Radic Biol Med. 1999;27:160-169
45. Heusch G, Boengler K, Schulz R. Cardioprotection: Nitric oxide, protein kinases, and mitochondria.
Circulation. 2008;118:1915-1919
46. Hausenloy DJ, Yellon DM. New directions for protecting the heart against ischaemia-reperfusion
injury: Targeting the reperfusion injury salvage kinase (risk)-pathway. Cardiovasc Res. 2004;61:448460
47. Khadour FH, O'Brien DW, Fu Y, Armstrong PW, Schulz R. Endothelial nitric oxide synthase increases
in left atria of dogs with pacing-induced heart failure. Am J Physiol. 1998;275:H1971-1978
48. Kanno S, Lee PC, Zhang Y, Ho C, Griffith BP, Shears LL, 2nd, Billiar TR. Attenuation of myocardial
ischemia/reperfusion injury by superinduction of inducible nitric oxide synthase. Circulation.
2000;101:2742-2748
49. Slater SJ, Cook AC, Seiz JL, Malinowski SA, Stagliano BA, Stubbs CD. Effects of ethanol on protein
kinase c alpha activity induced by association with rho gtpases. Biochemistry. 2003;42:1210512114
50. Castellano J, Aledo R, Sendra J, Costales P, Juan-Babot O, Badimon L, Llorente-Cortes V. Hypoxia
stimulates low-density lipoprotein receptor-related protein-1 expression through hypoxia-inducible
factor-1alpha in human vascular smooth muscle cells. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular
biology. 2011;31:1411-1420
51. Suzuki K, Elkind MS, Boden-Albala B, Jin Z, Berry G, Di Tullio MR, Sacco RL, Homma S. Moderate
alcohol consumption is associated with better endothelial function: A cross sectional study. BMC
cardiovascular disorders. 2009;9:8
48
CICS portada 20:Maquetación 1 14/03/13 17:55 Página 2
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