Introducción

La isquemia miocárdica perioperatoria es un evento generalmente observado durante la cirugía de pacientes de alto riesgo y aumenta significativamente la morbimortalidad postquirúrgica¹. Por otro lado, se ha descrito que el corazón puede tolerar los efectos de la lesión aguda inducida por la isquemia-reperfusión (I/R) cuando se aplican varios ciclos cortos de I/R previos a la isquemia miocárdica sostenida potencialmente letal². Esta estrategia puede producir efectos cardioprotectores si se aplica antes (preacondicionamiento isquémico) o después (postacondicionamiento isquémico) de la isquemia letal³. Es posible obtener efectos cardioprotectores similares al preacondicionamiento y postacondicionamiento isquémico mediante la administración de diversos fármacos (condicionamiento farmacológico). El condicionamiento con opioides se ha estudiado desde hace varias décadas y se ha descrito que su efecto cardioprotector se realiza a través de la activación de sus receptores, especialmente el receptor opioide delta (ROD) y el receptor opioide kappa (ROK) que se encuentran altamente expresados en los tejidos cardíacos³-⁹. En la actualidad, los opioides se han convertido en poderosas herramientas utilizadas ampliamente en el manejo de la anestesia¹⁰,¹¹.

El remifentanil es un agente analgésico opioide sintético que tiene características farmacológicas únicas, es rápidamente metabolizado por esterasas sanguíneas hístico no específicas, lo que le imparte una vida media corta y un margen terapéutico amplio¹²,¹³. Además, presenta una potencia analgésica similar a la del fentanyl y 100 veces mayor que la de la morfina¹⁴. Estas propiedades permiten mantener altas concentraciones de remifentanil en el plasma sin los efectos prolongados adversos de los opiáceos¹⁵. Sin embargo, en el postoperatorio inmediato frecuentemente se requieren otros analgésicos, ya que el remifentanil es de acción corta e incluso puede causar hiperalgesia¹⁶.

Por otro lado, además de sus efectos analgésicos, el remifentanil produce efectos cardioprotectores en modelos animales y en la práctica clínica¹⁷-²⁰, aunque las bases moleculares de esta cardioprotección no están completamente dilucidadas. Adicionalmente, se ha demostrado que el remifentanil no presenta efecto inotrópico negativo en estudios realizados en aurícula derecha humana aislada con y sin insuficiencia cardíaca²¹-²³. Estas propiedades han llevado a que el remifentanil sea el opiáceo más extensamente estudiado en la cardioprotección¹⁹-²⁶. Diversos estudios demuestran que el remifentanil puede inducir cardioprotección contra el daño por I/R en la pre, trans y postreperfusión a través de una gama muy amplia de mecanismos que van desde efectos antiinflamatorios hasta efectos antiapoptóticos¹¹,¹⁵,¹⁷-²⁷. En este estudio se reporta el postacondicionamiento (PostC) del miocardio inducido con remifentanil en el corazón aislado y perfundido de rata.

Material y métodos

Los procedimientos utilizados fueron aprobados por el comité local para el uso de animales en enseñanza e investigación. Los experimentos se efectuaron en ratas macho de ocho semanas de edad de 200-300 gramos de peso. Se formaron tres grupos experimentales (seis animales por grupo): 1. Control sin isquemia-reperfusión, 2. Control con isquemia-reperfusión y 3. Postacondicionamiento con remifentanil (aplicado sólo durante la reperfusión). Los animales se anestesiaron con pentobarbital sódico (60 mg/kg). El corazón se aisló mediante toracotomía y fue conectado a través de la aorta ascendente a un sistema de Langendorff (Figura 1). Este sistema permite mantener la perfusión de las arterias coronarias con una solución con nutrientes, oxigenada y a temperatura de 37 ^oC que fluye retrógradamente desde la aorta. El corazón conectado a la bomba peristáltica se perfundió retrógradamente a través de la circulación coronaria con una solución de Krebs-Henseleit con la siguiente composición (mM): NaCl (118), KCl (4.7), CaCl₂ (2.0), MgSO₄ (1.2), KH₂PO₄ (1.2), EDTA (0.5), NaHCO₃ (25), glucosa (11). La solución se mantuvo a un pH 7.4 y a una temperatura de 37 ^oC, con burbujeo constante de una mezcla de 95% de O₂ y 5% de CO₂ (carbógeno). La velocidad de perfusión se mantuvo a 12 mL/min en todo el experimento, es decir, tanto en el período preisquémico como durante la reperfusión. La isquemia global se produjo deteniendo la perfusión durante 30 min. Un balón de látex conectado a un transductor tipo Grass se introdujo al ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral para registrar la presión ventricular izquierda (PVI). Dos electrodos de estimulación se colocaron en la orejuela derecha con lo que se controló la frecuencia cardíaca (FC) a 312-324 pulsos por minuto (ppm). Con los datos de PVI y de FC se calculó el trabajo cardíaco (TC) mediante la siguiente relación: TC = PVI × FC (mmHg/ppm). El remifentanil se aplicó (100 ng/mL) desde el inicio de la reperfusión y se aumentó progresivamente la dosis para estudiar su efecto sobre la reperfusión del corazón de la rata.

Figura 1: Esquema del sistema de reperfusión retrógrada de Langendorff. El corazón extraído de la rata anestesiada se conecta mediante una cánula a la cámara de perfusión la cual es alimentada mediante una bomba peristáltica por la solución de Krebs-Henseleit (pH 7.4 y 37 ^oC) que es burbujeada constantemente con carbógeno. La velocidad de perfusión fue de 12 mL/min en todo el experimento. El transductor de presión (TP) se introdujo al ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral para registrar la presión ventricular izquierda (PVI). 

Análisis estadístico. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (DE). La significancia estadística se determinó mediante la prueba de ANOVA de una vía. Se consideraron diferencias estadísticamente significativas cuando p ≤ 0.05.

Resultados

El remifentanil se aplicó desde el inicio de la reperfusión del corazón aislado a dosis crecientes para estudiar el efecto sobre la PVI durante la reperfusión. En la Figura 2 se presenta la curva dosis-respuesta a partir de 100 ng/mL.

Figura 2: Curva dosis-respuesta del efecto del remifentanil sobre la presión ventricular izquierda (mmHg) en corazones sometidos a isquemia-reperfusión (n = 6) (barras ± DE). 

En la Figura 3 se comparan las curvas del curso temporal del efecto en el TC en las tres condiciones: control sin I/R, control con I/R y el grupo de PostC con remifentanil. En condiciones control sin I/R, se mantuvo un mismo nivel de TC durante todo el experimento entre 24,000 y 25,000 mmHg/ppm. En los corazones control con I/R, el TC disminuyó un 40%. En el grupo con PostC con remifentanil en comparación con el grupo control con I/R, el TC se recuperó a los niveles basales del control sin I/R.

Figura 3: Curso temporal de la tomografía computarizada en los corazones que no fueron expuestos a isquemia-reperfusión [I/R] (triángulos), corazones con I/R de 30 min (círculos) y corazones con aplicación de remifentanil 200 ng/mL (cuadros). n = 6 por grupo, p ≤ 0.05 * control vs remifentanil (barras ± error estándar (ES)). 

Discusión

En esta investigación se demuestra que el remifentanil aplicado en el inicio de la reperfusión (postacondicionamiento) en el modelo de corazón aislado y perfundido de rata, la función cardíaca expresada como el TC, se mantiene aun después de la I/R. El efecto cardioprotector del remifentanil inicia desde la primera dosis de 100 ng/mL; sin embargo, a partir de 200 ng/mL se recupera el TC de los niveles control. En trabajos previos realizados en animales y humanos se ha demostrado que el remifentanil induce cardioprotección tanto en pre como en postacondicionamiento³,¹⁵,¹⁷-²⁷. La cardioprotección inducida por el remifentanil se ha demostrado mediante la reducción en la liberación de marcadores bioquímicos de daño miocárdico después de la I/R¹⁸,¹⁹. En estos resultados, la cardioprotección inducida por este opioide se manifiesta por la conservación de la función contráctil cardíaca expresada como el TC, después de la I/R. Aunque la cardioprotección contra la lesión por I/R inducida por remifentanil se ha propuesto que se lleva a cabo por la activación de los tres subtipos de receptores opiáceos (delta, mu y kappa)²⁸,²⁹, los ROD y los ROK, al ser los más abundantes en el tejido cardíaco, podrían ser los principales mediadores en la cardioprotección inducida por este fármaco⁴-⁶. En este sentido, se ha demostrado que la activación farmacológica selectiva de ROD y ROK lleva a una cardioprotección diferencial inducida por opioides²⁸-³².

Por otro lado, múltiples vías de señalización pueden estar implicadas al activarse estos receptores acoplados a proteínas G. Una de estas vías son las cinasas de recuperación de las lesiones por reperfusión (RISK, por sus siglas en inglés: Reperfusion Injury Salvage Kinases) que implica la participación de Akt y la ERK 1/2 (cinasas reguladas por señales extracelulares 1/2) y el aumento en el factor de activación de sobrevivencia (SAFE, por sus siglas en inglés: Survivor Activating Factor Enhancement) que implica la activación del STAT3 (el transductor de señales y activador de la transcripción 3)³³-³⁵.

Además de estas vías, se ha propuesto la activación de la vía de la proteincinasa C (PKC)³⁶. Estas vías conducen a la apertura de los canales de potasio dependientes de ATP (IKATP) en la membrana celular y en la mitocondria (IKATPm)³⁷. Estas respuestas en su conjunto previenen la formación del poro de transición de la permeabilidad en la mitocondria (mPTP, por sus siglas en inglés)³⁷. El mPTP desempeña un papel fundamental en la lesión por I/R miocárdica³⁷. El mPTP permanece cerrado durante la isquemia y se abre al comienzo de la reperfusión³⁸. La supresión de la apertura del mPTP en la reperfusión temprana conduce a la cardioprotección contra la lesión por reperfusión³⁹,⁴⁰. En el caso de los opioides a través de la activación de sus receptores ROD y ROK en corazones de rata, podrían llevar a la inhibición de la apertura de este poro como se ha propuesto previamente⁴¹. Los eventos de señalización que vinculan la activación de los receptores ROD y ROK con la inhibición de la apertura de mPTP siguen estudiándose, ya que al parecer las vías participantes en el efecto cardioprotector del remifentanil son múltiples.

Por otro lado, un mecanismo adicional de la cardioprotección inducida por los opioides es la inhibición del estrés del retículo endoplásmico mediante el mantenimiento de la homeostasis de zinc⁴²; además de sus efectos antiapoptóticos⁴³,⁴⁴. En este sentido, recientemente Lewinska y colaboradores informaron que, en cardiomiocitos humanos, el preacondicionamiento con remifentanil protege contra la senescencia celular y la necroptosis inducidas por la hipoxia que puede estar relacionada con la disminución de la isquemia miocárdica y la lesión inducida por reperfusión por el remifentanil en pacientes sometidos a cirugía cardíaca⁴⁵.

Conclusiones

Los resultados de este estudio en corazón aislado y perfundido de rata indican que el remifentanil protege al corazón contra la lesión de I/R manteniendo el TC. Este fármaco tiene un gran potencial para su aplicación en el escenario clínico de PostC ya que se puede usar en un rango amplio de dosis sin efectos colaterales en el perioperatorio. Sin embargo, se requieren más estudios en la práctica clínica diaria para evaluar la efectividad del PostC con remifentanil en el perioperatorio.