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Revista de la Facultad de Medicina

versión impresa ISSN 0798-0469

RFM v.25 n.1 Caracas ene. 2002

 

LA ATROPINA ACTÚA COMO UN INHIBIDOR DE LAS FOSFODIESTERASAS DE LOS NUCLEÓTIDOS CÍCLICOS DEL MÚSCULO LISO TRAQUEAL DE BOVINO

L Guerra de González1, RS Sánchez de Villarroel1, R González de Alfonzo1, I Lippo de Bécemberg1 y M Alfonzo1.

  1. Sección de Biomembranas y Cátedra de Patología General y Fisiopatología. Instituto de Medicina Experimental (IME). Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela.

 

Resumen:

Nosotros hemos encontrado que la atropina provoca un incremento en los niveles basales de los nucleótidos cíclicos (AMPc y GMPc) ejerciendo un efecto similar al del IBMX, (inhibidor no selectivo de las fosfodiesterasas de los nucleótidos cíclicos (PDEs)). En este trabajo evaluamos el efecto de inhibidores específicos de las PDEs IV y V (Rolipram y Zaprinast) en presencia de 10-5 M de atropina sobre los niveles basales de AMPc y GMPc; para ello utilizamos lonjas musculares de tráquea de bovino, incubadas con el inhibidor correspondiente a 37ºC. Las muestras fueron homogeneizadas con TCA, se extrajeron los nucleótidos ácidos solubles y se determinó el AMPc y el GMPc por radioinumunoensayo.

Nuestros resultados revelan que la atropina potencia la acción de los inhibidores de las PDEs, lo que nos permite concluir que este antagonista muscarínico podría activar alguna cascada de señalización intracelular inhibiendo de manera alguna a las PDEs presentes en el MLVA.

Palabras Clave: Nucleótidos cíclicos, Antagonistas muscarínicos, Fosfodiesterasas.

ABSTRACT:

Muscarinic antagonists (Atropine) increased the basal levels of cyclic nucleotides (cAMP and cGMP) in tracheal smooth muscle being this effect similar to the ones produced by Isobutyl methyl xantine (IBMX), which is a non-selective phosphodiesterase (PDE) inhibitor. In the work, we evaluated the effects of specific PDEs inhibitors, such as Rolipram® (PDE IV) and Zaprinast® (PDE V) in the presence of 10-5 M atropine on the basal levels of cAMP and cGMP in bovine tracheal smooth muscle. Strips samples were obtained of different times of incubation in the presence of drugs and TCA soluble extracts ware prepared. They last material was employed to determine the cAMP and cGMP concentrations using radioinmunoassays. Our results showed that atropine synergistically increased the effects of PDE IV and V inhibitors. The data suggest that muscarinic antagonists such as atropine might activate a signal transducing cascade, which is associated to a PDEs inhibition in airway smooth muscle.

Key Words: Cyclic Nucleotides, Muscarinic antagonist, Phosphodiesterases.

 

INTRODUCCIÓN

El tono del músculo liso en los mamíferos es controlado por una variedad de señales externas, detectadas a través de receptores específicos y que son traducidas a nivel de la membrana plasmática, iniciándose un conjunto de procesos generadores de segundos mensajeros que al final van a producir la activación de la maquinaria contráctil(1). La contracción del músculo liso de las vías aéreas (MLVA) está relacionada con un mecanismo de trasducción de señales, que implica el reconocimiento de la señal específica a nivel de la superficie externa del músculo, siendo la activación de receptores muscarínicos del MLVA el elemento crucial de la broncoconstricción presente en el asma bronquial(2,3,4). Antagonistas muscarínicos derivados de la atropina, son capaces de relajar dicho músculo, mientras que los agonistas colinérgicos lo contraen, provocando el incremento a nivel celular de los nucleótidos cíclicos AMPc y GMPc.

Por otra parte, nosotros hemos encontrado que el antagonista muscarínico atropina, es capaz de incrementar los niveles basales de los dos nucleótidos cíclicos, de manera dependiente de la concentración del antagonista y del tiempo de exposición, produciendo un efecto parecido a un inhibidor no selectivo de las fosfodiesterasas tipo isobutil metil xantina (IBMX)(5).

El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de los inhibidores selectivos de las fosfodiesterasas tipo IV y V (Rolipran y Zaprinast) en presencia de 10 mM de atropina sobre los niveles basales del AMPc y del GMPc, en el músculo liso traqueal de bovino (MLTB).

MATERIALES Y MÉTODOS

El músculo liso traqueal de bovino, es disecado de tráqueas frescas de bovino, que son transportadas desde el matadero local al laboratorio, refrigeradas en solución Ringer-Krebs-Bicarbonato (KRB), el músculo es disecado cuidadosamente, y se deja unido al cartílago en solución KRB con oxigenación constante de mezcla oxígeno, 5% balance CO2, hasta su uso, se utilizan franjas musculares de 10 X 2 mm, las cuales se colocan en un baño de órganos con una tensión de 1 gramo, luego se procede a la determinación de la actividad mecánica y a la extracción de los nucleótidos ácidos solubles, utilizando la técnica descrita por Katsuki y Murad(6) y modificada por nosotros(5). La determinación de los nucleótidos cíclicos se realizó mediante radioinmuno-ensayo utilizando un Kit de la casa Amershan para el GMPc y por radioanálisis para el AMPc, utilizando un Kit de la casa Diagnost Products Corporation. La radioactividad fue medida en un contador Rack Beta.

RESULTADOS

La atropina (10-5 M) provoca un incremento de los niveles basales de los dos nucleótidos cíclicos (AMPc y GMPc), siendo este incremento dependiente de la concentración y del tiempo de incubación. Este efecto es mayor, cuando se compara con el efecto provocado por el IBMX, un inhibidor no selectivo de las fosfodiesterasas de los nucleótidos cíclicos, (Figura 1). Cuando se evalúa el efecto de inhibidores específicos de las fosfodiesterasas IV y V (Rolipran y Zaprinast), se observa que la atropina es capaz de potenciar el efecto del Zaprinast sobre los niveles basales del GMPc (Figura 2), así como también, potencia el efecto del Rolipran sobre los niveles basales del AMPc, (Figura 3).

Figura 1: Efecto de la atropina (10-5 M) y del IBMX (10-6 M) sobre los niveles de los nucleótidos cíclicos (AMPc y GMPc) en el músculo liso traqueal de bovino

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Las lonjas musculares fueron equilibradas equilibradas durante 45 minutos a 37°C, luego se agrega la droga a ensayar, variando el tiempo de incubación. Los resultados corresponden al promedio de cuatro experimentos ± el error estándar.

Figura 2: Efecto de inhibidores de las fosfodiesterasas IV y V (Rolipran y Zaprinast) sobre los niveles de GMPc en el MLTB

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Las lonjas musculares fueron equilibradas durante 45 minutos a 37°C, con una mezcla del inhibidor ± atropina (10-5 M). Los resultados corresponden al promedio de cuatro experimentos ± el error estándar.

Figura 3: Efecto de inhibidores de las fosfodiesterasas IV y V, (Rolipran y Zaprinast) sobre los niveles de AMPc en el MLTB

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Las lonjas musculares fueron equilibradas durante 45 minutos a 37°C e incubadas durante 30 minutos con una mezcla del inhibidor ± atropina (10-5 M). Los resultados corresponden al promedio de cuatro experimentos hechos por triplicados ± el error estándar.

DISCUSIÓN

En este trabajo, hemos encontrado que el antagonista muscarínico atropina, es capaz de incrementar los niveles basales de los nucleótidos cíclicos AMPc y GMPc de manera dependiente de la concentración de atropina y del tiempo de exposición, produciendo un efecto parecido a un inhibidor no selectivo de las fosfodiesterasas tipo isobutil metil xantina, lo cual no ha sido reportado en la literatura, por lo tanto constituye un hallazgo importante, toda vez que este antagonista muscarínico no selectivo, potencia la acción de los inhibidores selectivos de las fosfodiesterasas tipo IV y V, incrementando los niveles de los dos nucleótidos cíclicos.

CONCLUSIONES

Nuestros resultados nos permiten concluir, que la atropina (antagonista muscarínico) podría ser capaz de regular alguna cascada de señalización intracelular que inhibe de manera no selectiva a las fosfodiesterasas de los nucleótidos cíclicos, presentes en el músculo liso traqueal de bovino.

AGRADECIMIENTO

Financiado por el Proyecto CDCH-UCV No. 09-33-3683/98. Este trabajo forma parte de la Tesis Doctoral de L.G.G.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Coburn RF and Baron C.B. Coupling mechanisms in airway smooth muscle. A. J. Physiol. 1990; 258: L119-L133.        [ Links ]

2. Lanerolle P and Paul R. Myosinphosphorylation/dephosphorylation and regulation of airway smooth muscle contractility. A.J. Physiol. 1991; 261: L1-L14.        [ Links ]

3. Guerra de GL, Lippo de BI, González de AR y Alfonzo M. La activación muscarínica del músculo liso de las vías aéreas. Arch. Vzlos.de Farmacología y Terapéutica. 1995; 14: 18-24.         [ Links ]

4. Guerra de GL, Misle A, Pacheco G, Napoleón de HV, González de AR and Alfonzo M. Effects of 1H-[1,2,4]oxadiazolo [4,3-a] quinoxalin-1-one (ODD) and N-omega (6)-nitro-L-arginine methyl ester (NAME) on cyclic GMP levels during muscarinic activation of tracheal smooth muscle. Biochem.Pharmacol. 1999; 58: 563-569.        [ Links ]

5. Guerra de GL. El efecto de agentes muscarínicos sobre el músculo liso de las vías aéreas, la regulación por segundos mensajeros tales como el AMPc, GMPc, IP3 y el papel del ATP. Trabajo de Ascenso a Profesora Asociado, Facultad de Medicina UCV. 1995.        [ Links ]

6. Katsuki S and Murad F. Regulation of Adenosine Cyclic 3’5' Monophosphate and Guanosine cyclic 3’5' Monophosfate Level and Contractility in Bovine Tracheal Smooth Muscle. Molecular Pharmacology. 1977; 13: 330-341.        [ Links ]