Revista Uruguaya de Cardiología

Disipación energética y protección vascular durante la hipertensión arterial sistémica: rol del músculo liso

RESUMEN Introducción: las arterias amortiguan las oscilaciones de alta frecuencia de las ondas de presión y flujo disipando energía. El amortiguamiento protege la pared arterial de daños relacionados con dichas oscilaciones. Objetivo: analizar el rol del músculo liso vascular (MLV) en la protección parietal y disipación energética de arterias carótidas (ACC) de sujetos normotensos, hipertensos e hipertensos tratados con inhibidores de la enzima conversora de angiotensina (ECA). Métodos: presión (tonometría) y diámetro (ecografía) carotídeos se registraron en sujetos normotensos (n=12) e hipertensos (n=22) asignados aleatoriamente a tratamiento placebo (n=10) o inhibidores de la ECA (ramipril 5-10 mg/día, n=12). Se midió in vitro, presión y diámetro en ACC de donantes (n=14; tono vascular nulo), en condiciones hemodinámicas similares a las de los sujetos. Se calculó para cada latido, usando modelización adaptativa, el índice viscoso, elástico e inercial, la energía disipada (Weta) y el amortiguamiento parietal. Resultados: en los hipertensos, la Weta fue mayor (p<0,05) que en los normotensos, mientras que la protección parietal fue similar. Solo en los hipertensos tratados, la Weta se acercó a los valores de los normotensos, sin cambiar la protección parietal. En situación de tono nulo (in vitro) la Weta y la protección parietal fueron menores que en los normotensos (p<0,01), evidenciando la dependencia de estos parámetros con el tono muscular. Conclusión: el sistema arterial mantiene la protección parietal. El MLV protege a la pared disipando energía. En hipertensos, la disipación energética aumenta, y se mantiene el amortiguamiento y protección parietal. La disipación energética puede reducirse (tratamiento), disminuyendo la poscarga ventricular y manteniendo la protección arterial.

SUMMARY Introduction: arteries smooth out the high frequency components of the pressure and flow waves, dissipating energy. The arterial buffering protects the vascular wall from potential damages related to those high frequency components. Objective: to analyse the role of the vascular smooth muscle (VSM) in the protective effect against high frequency oscillations and in the energy dissipation, of human carotid arteries (CCA) from normotensive subjects, hypertensive patients without treatment, and hypertensive treated with angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors. Methods: noninvasive CCA pressure (tonometry) and diameter (echography) waveforms were measured in normotensive subjects (n=12) and in hypertensive patients (n=22) randomized into placebo (n=10) or ACE inhibitors (ramipril, 5-10 mg/day during 3 months, n=12). In vitro, pressure and diameter were registered in CCAs (n=14, null tonus) obtained from donors and submitted to haemodynamic conditions similar to those of the in vivo studies. Using adaptative modelling, we calculated, for each beat, the viscous, elastic and inertial indexes; the dissipated viscous energy (Weta) and the wall protection. Results: in hypertensive patients, Weta was higher (p<0,05) than in normotensive subjects, while the wall protection remained unchanged. Only in the treated hypertensives, Weta was reduced and it was near to the normotensive values, without changes in the wall protection. During the null tonus condition, both, Weta and the wall protection were lower than in the the normotensive subjects (p<0,01). This showed the dependence of those parameters on the VSM tone. Conclusion: the arterial system keeps the vascular wall protection. The VSM protects the vascular wall, dissipating energy. During hypertension the energy dissipation increases, and the buffering and wall protection is preserved. The energy dissipation can be reduced (treatment), reducing the ventricular charge, at the time the wall protection is kept unchanged.

Evaluación de la función arterial mediante estudios in vivo e in vitro: validación de homoinjertos arteriales criopreservados

RESUMEN Introducción: buscando reducir las diferencias entre la función de conducción (FC) y amortiguamiento (FA) de las prótesis vasculares y las arterias nativas, la utilización de homoinjertos criopreservados es una alternativa de creciente interés. El Instituto Nacional de Donación y Trasplante de Órganos, Tejidos y Células ha utilizado técnicas de criopreservación de vasos sanguíneos para ser utilizados como sustitutos vasculares. Objetivos: 1) Evaluar la capacidad de la metodología de criopreservación utilizada para mantener la capacidad funcional de homoinjertos vasculares criopreservados/descongelados (C/D). 2) Evaluar la similitud funcional de los homoinjertos C/D y otros sustitutos actualmente utilizados (venas safenas y politetrafluoretileno expandido [ePTFE]), con las arterias de potenciales receptores. Método: se midieron de forma no invasiva presión (tonometría), diámetro y espesor parietal (ecografía), en carótidas de pacientes normotensos e hipertensos. In vitro, en condiciones hemodinámicas similares a las de normotensos e hipertensos, se midió presión, diámetro y espesor en segmentos arteriales carotídeos frescos y criopreservados, y en venas safenas de donantes multiorgánicos, y en prótesis de ePTFE. Se calculó la FC como 1/Zc (Zc: impedancia característica), y FA como h/E (E, eta: módulo elástico y viscoso). Resultados: en ambas condiciones hemodinámicas, los homoinjertos frescos y criopreservados no mostraron diferencias biomecánicas ni funcionales. En condiciones de normotensión e hipertensión los homoinjertos C/D presentaron la mayor similitud biomecánica y funcional con las arterias de pacientes. Conclusión: la criopreservación permitió mantener la capacidad funcional de homoinjertos vasculares. Los homoinjertos C/D mostraron la mayor similitud funcional con las arterias de potenciales receptores.

SUMMARY Introduction: cryopreserved vessels emerge as an option of growing interest in the search for vascular substitutes that overcome the limitations of those nowadays available due to conduit (CF) and buffering (BF) function mismatch between prosthesis and native arteries. In this way, in our Instituto Nacional de Donación y Trasplante de Órganos, Tejidos y Células techniques of cryopreservation have been used to preserve and storage vascular segments to be used as grafts. Objectives: to evaluate: 1) the capability of the employed cryopreservation methodology, to preserve the functional behaviour of cryopreserved/defrosted homografts, and 2) the functional similarity between potential recipient arteries and both, cryopreserved/defrosted homografts, and currently used vascular substitutes. Methods: carotid pressure (tonometry) and diameter (ultrasound) were measured in normotensive and hypertensive subjects. In in vitro studies, during haemodynamic conditions similar to those of in vivo, pressure, diameter and wall thickness were measured in segments of fresh and cryopreserved/defrosted carotid arteries and saphenous veins from multiorgan donors, and in expanded politetrafluorethyilene (ePTFE) prosthesis. The CF was calculated as 1/Zc (Zc: characteristic impedance) and the BF as eta /E (eta, E: viscous and elastic modulus, respectively). Results: fresh and cryopreserved/defrosted homografts did not show biomechanical, nor functional differences, neither during normotensive, nor during hypertensive conditions. Both, during hypertensive and normotensive situations the cryopreserved/defrosted homografts evidenced the major biomechanical and functional similarity with the subjects’ arteries. Conclusion: the cryopreservation technique employed did not modify the functional capacity of the vascular homografts. Cryopreserved/defrosted homografts were the vascular substitutes with the major functional similarity with potential native arteries.

Factores asociados con enfermedad valvular aórtica en pacientes con falla renal

RESUMEN La frecuencia de estenosis valvular aórtica en pacientes con falla renal es mayor que en la población general, lo que sugiere la presencia de mecanismos patogénicos acelerados o diferentes. En 135 pacientes con falla renal en tratamiento dialítico estudiamos las prevalencias de fibrosis y estenosis valvular aórtica y los factores presuntamente asociados con ella. Los datos clínicos y de laboratorio se obtuvieron de los registros de diálisis, en todos se hizo un ecocardiograma Doppler y se calculó el gradiente transvalvular aórtico y el índice de masa ventricular izquierda (IMVI). En 116 pacientes dosificamos colesterol total (CT), triglicéridos, HDL-colesterol, apolipoproteína A1 y B y lipoproteína (a); se calculó el LDL-colesterol, relación CT/HDL-colesterol, y el índice apo B/apo A1. La frecuencia de fibrosis (72%) y estenosis (6%) valvular aórtica fue más del doble que la conocida en la población general. El análisis multivariado mostró una asociación independiente de la patología valvular aórtica con la edad (p<0,0005), diabetes mellitus (p=0,013) y tiempo en diálisis (p=0,013). Concentraciones de CT mayores de 200 mg/dL se asociaron con patología valvular aórtica (p<0,004). La valvulopatía no mostró asociación con tabaquismo, hipertensión arterial o alteraciones fosfo-cálcicas. Comparadas con las normales, las válvulas con fibrosis tuvieron mayor valor de velocidad máxima (p<0,01), gradiente transvalvular (p=0,005) e IMVI (p=0,005). La alta frecuencia de enfermedad valvular aórtica en diálisis sugiere que los pacientes con falla renal presentan factores que favorecen su aparición; los cuatro factores independientes que identificamos: edad, diabetes mellitus, tiempo en diálisis e hipercolesterolemia se asocian también tradicionalmente con la aterosclerosis. Los aumentos de gradiente transvalvular y de IMVI en la fibrosis valvular aórtica señalan la presencia de alteraciones funcionales y morfológicas en etapas previas a la estenosis aórtica.

SUMMARY The prevalence of aortic valve stenosis in renal failure patients is higher than the observed in general population, suggesting accelerated or different pathogenic mechanisms. We studied the prevalence of aortic valve fibrosis and stenosis in 135 renal failure patients on maintenance dialysis, and the possible associated factors. Clinical and laboratory data were collected from dialysis registers; a cardiac echo-Doppler study was performed in all patients and the aortic transvalvular gradient and left ventricle mass index were calculated (LVMI). We measured total cholesterol (TC), triglycerides, HDL-cholesterol, apolipoprotein A1 and B and lipoprotein (a) in 116 patients; LDL-cholesterol, TC/HDL-cholesterol, and apo B/apo A1 ratio were calculated. The frequencies of aortic valve fibrosis (72%) and stenosis (6%) were more than double than in general population. An independent association of aortic valve disease with age (p<0,0005), diabetes mellitus (p=0,013), and time on dialysis (vintage) (p=0,013), was demonstrated by multivariate analysis. TC concentrations higher than 200 mg/dL were associated with aortic valve disease (p<0,004). There was no association with smoking, hypertension or phospho-calcium alterations. Compared to normal, fibrotic valves had higher values of maximal velocity (p<0,01), transvalvular gradient (p=0,005) and LVMI (p=0,005). The high prevalence of aortic valve disease in dialysis patients suggests that renal failure is a predisposing condition; the four independent factors that we recognized: age, diabetes mellitus, time on dialysis and hypercholesterolemia, are also traditionally associated with atherosclerosis. Higher transvalvular gradients and LVMI values suggest the presence of functional and morphologic alterations prior to aortic stenosis.

Cardioimplante celular para reparar tejido cardíaco: ¿un nuevo concepto terapéutico?

RESUMEN El concepto clásico de que el corazón es un órgano no regenerativo ha cambiado en los últimos años: hoy día se considera que el corazón es un órgano en regeneración continua. Los mecanismos que posee el organismo para la renovación de tejidos son limitados y dependen de la rapidez de instauración del daño. El cardioimplante celular consiste en injertar células diferenciadas o progenitoras en el miocardio lesionado, con el fin de inducir el crecimiento de nuevas fibras musculares y el desarrollo de angiogénesis, para mejorar y contribuir a la contracción sincrónica. Se han utilizado diferentes poblaciones celulares para tal fin, injertadas directamente en el miocardio o inyectadas en la circulación. En experimentación animal, en modelos de infarto de miocardio, el implante de células autólogas diferenciadas (cardiomiocitos embrionarios, fetales, mioblastos esqueléticos) ha mostrado un mejoramiento en la función ventricular. Por otra parte, la utilización de células madre de médula ósea o tejidos extramedulares ha producido la regeneración de cardiomiocitos y estructuras vasculares incluyendo células endoteliales y musculares lisas. El 15 de junio de 2000 se inició en Francia la fase I clínica en diez pacientes con cardiopatía isquémica necrótica, disfunción ventricular izquierda severa. Los pacientes fueron tratados con implante epicárdico de mioblastos esqueléticos en las zonas no viables y revascularización en zonas isquémicas remotas al implante. El 60% de las zonas no viables donde se trasplantaron los mioblastos adquirieron un aumento del espesor sistólico y contractilidad en las zonas necróticas. En el mundo ya han sido tratados cientos de pacientes, con diferentes poblaciones celulares, la mayoría con insuficiencia cardíaca secundaria a cardiopatía isquémica-necrótica, en los cuales se han obtenido resultados alentadores. Las evidencias actuales sugieren que en un futuro cercano el cardioimplante celular podría ser una opción válida para el tratamiento de ciertas enfermedades cardíacas.

SUMMARY The classic concept that the heart is known as a non-regenerative organ has changed in the last years: today it is considered as an organ in continuous regeneration. The mechanisms to renew tissues are limited and depend on the speed of the production of the damage. The cellular cardiac implant consists on grafting differentiated or progenitor cells in the damaged myocardium, to achieve the growth of new muscle fibers and angiogenesis, in order to improve and help synchronic contraction. Different cellular populations have been used to graft directly in the damaged myocardium or injected in the circulation. In animal experimentation, in models of myocardial infarction, the autologous transplantation of differentiated cells into damaged myocardium (such as cardiomyocyte, smooth muscle cells, fibroblasts, skeletal myoblasts) has proven successful results in the ventricle function. On the other side, the use of mother cells has produced the regeneration of cardiomyocytes and vascular structures as endothelial and smooth muscle cells. On June 15, 2000 in France began the first phase I human trial of autologous skeletal myoblast transplantation, in 10 patients with: 1.severe left ventricular dysfunction, 2. history of myocardial infarct with a residual discrete, akinetic and metabolically nonviable scar and 3. indication for concomitant coronary artery bypass grafting in remote ischemic myocardium. In this clinical trial 60% of the initially akinetic cell implanted scar areas demonstrated a new post-operative systolic thickening with contractility. In the world, hundreds of patients have been treated with different population cells, most of them with chronic ischemic-necrotic heart failure in which successful results have been obtained. The actual evidences suggest that in a near future the cellular cardiac implant could be a good option for the treatment of some cardiac diseases.

Las estrategias para el control del tabaco y su racionalidad

RESUMEN El tabaquismo es la principal causa evitable de muerte según la Organización Mundial de la Salud. El tabaco mata, anualmente, más personas que el HIV/SIDA, los accidentes de tránsito, el alcoholismo, las drogas ilegales, los homicidios y los suicidios, juntos. La mayoría de las muertes por tabaco se deben a enfermedades cardiovasculares. La gran mayoría de los fumadores se inicia en la adolescencia y queda atrapada en una adicción que se considera tan o más intensa que la provocada por la cocaína o la heroína. Hace poco tiempo el gobierno uruguayo anunció una serie de decretos que movilizaron a los medios de comunicación y pusieron el problema del tabaco en la opinión pública, generando un debate sobre lo apropiado o no de estas medidas. Los profesionales de la salud, incluidos los cardiólogos, hemos estado al margen durante mucho tiempo de la responsabilidad profesional y social que nos compete en el control del tabaco. En gran parte, esto se ha debido a desinformación. Este artículo de revisión pretende aportar información sobre la naturaleza, magnitud y características del problema del tabaco, que esperamos ayude a muchos cardiólogos a entender tanto este complejo problema como la racionalidad de las medidas que se han propuesto, y las que se promoverán en un futuro cercano. Dichas medidas forman parte del Convenio Marco para el Control del Tabaco, el primer tratado de salud publica mundial, que nuestro país ha ratificado y, por lo tanto, comprometido a cumplir y que ya está vigente.

SUMMARY Tobacco consumption is the main worldwide avoidable death causing, regarding World Health Organization (WHO). Annually, tobacco kills more people than AIDS, traffic accidents, alcohol, illegal drugs, homicides and suicides, together. Most of the tobacco related deaths are caused by cardiovascular diseases. Usually, the smoker initiates their consumption and gets hooked by an addiction, as strong as cocaine or heroin, when he is a teen. Recently, Uruguayan's Government announced some decrees that got mass media attention and the tobacco problem fully reached public opinion, causing debate regarding measures appropriateness. By disinformation, health care professionals, including cardiologists, have stood long time aside to our professional and ethic responsibility related to the tobacco control issue. This review article expects giving information about the nature, magnitude and features of the tobacco problem, in order to help many cardiologists to understand this complex matter as well as the rationality of the measures proposed and the ones that will be announced in a short time. All these measures integrate the WHO- Framework Convention for Tobacco Control, the first health global treaty that Uruguay ratified. The treaty entranced in force and our country is committed to enforce.