Participación de la TRH en la regulación de la presión arterial. TRH-Leptina: Novel interacción en la asociación Hipertensión-Obesidad.

LANDA, MARIA SILVINA; GARCIA , SILVIA INES; PIROLA, CARLOS JOSE

Hipertensión Arterial, Epidemiología, Fisiología, Fisiopatología, Diagnostico y Terapeutica

Inter-Medica S.A.I.C.I.

Año: 2013; p. 153 - 156

La TRH es un tripéptido ampliamente expresado en el SNC. El papel más estudiado y reconocido de la TRH es la regulación del eje hipotálamo-hipofisis-tiroideo. Además de su clásica función, la TRH actúa como un neurotransmisor participando en múltiples procesos fisiológicos, en este sentido, se ha demostrado su presencia en zonas extrahipotalamicas e incluso se ha observado una heterogeneidad anatomo/funcional de las neuronas TRH que componen el núcleo paraventricular (NPV) hipotalámico. Dentro de la división parvocelular de este núcleo, las neuronas que sintetizan TRH se encuentran en la subdivisión periventricular, anterior y media. Solo las neuronas de la subdivisión periventricular y media se proyectan a la eminencia media, siendo éstas las neuronas involucradas en la regulación de la glándula pituitaria anterior. Las neuronas ubicadas en la subdivisión anterior, a diferencia de las otras regiones, no sintetizan el péptido CART (transcripto regulado por cocaína y anfetamina) y la expresión del gen proTRH no es regulada por el feedback negativo que ejercen las hormonas tiroideas circulantes. Además se demostró que estas neuronas se proyectan hacia una gran diversidad de sitios, que se corresponden con una participación en la regulación de la homeostasis energética coordinadamente con efectos sobre el comportamiento, actividad locomotora y termogénesis, considerando que estos grupos neuronales que sintetizan TRH son funcionalmente distintos1. Las neuronas TRH están presentes en otras zonas hipotalámicas como en el núcleo dorsomedial, hipotálamo lateral, área preóptica, núcleos periventriculares y en regiones extrahipotalámicas como diencéfalo, mesencéfalo y médula espinal que no inervan la eminencia media y no están sujetas a la misma regulación que las neuronas tirotróficas del NPV, con lo cual se les podría adjudicar las funciones de la TRH independiente del eje tiroideo. Por otro lado se ha reportado su presencia en otros tejidos como páncreas y corazón. La presencia TRH en núcleos cerebrales involucrados en la regulación cardiovascular, como en el área preóptica (POA), sugiere que el tripéptido podría estar involucrado en la función cardiovascular. El POA es crucial en la regulación de la PA, la natremia, el volumen sanguíneo, la ingesta de agua y la síntesis de hormona  antidiurética; su destrucción previene el desarrollo de diferentes formas de hipertensión, como la producida por DOCA-sal, denervación sinoaortica o lesión del NTS. Se ha reportado además que microinyecciones de TRH administrada intracerebroventricular (icv) o en el POA produce un efecto presor dosis dependiente. En nuestro laboratorio, uno de los primeros hallazgos que sugerían un efecto cardiovascular de la TRH fue la potenciación que provocó el tripéptido del efecto presor de la acetilcolina a través del aumento del número de receptores muscarínicos en el área septal del cerebro de la rata2. Posteriormente, demostramos que la rata genéticamente hipertensa (SHR), muestra un aumento de más de dos veces del contenido de TRH en el POA versus sus controles normotensos Wistar-Kyoto (WKY). Asimismo se demostró que el aumento del contenido de TRH se debe al aumento en la síntesis y liberación del tripéptido, con lo cual existe una hiperactividad presináptica y un aumento de la sensibilidad postsináptica debido al aumento en el número de receptores específicos de TRH en el POA de las SHR. Cabe aclarar que este modelo presenta elevados niveles de TSH en plasma respecto al control WKY sin presentar cambios en los niveles de hormonas T3 y T4 que son las efectoras finales. El efecto hipotensor que produce tanto la inyección periférica como central de anticuerpos contra TRH, apoyan la hipótesis del rol de la TRH en la regulación cardiovascular en este modelo de hipertensión. Continuando en esta línea, demostramos que la inhibición de la expresión de TRH en estas ratas SHR normaliza la PA3. Para lograrlo, se utilizó la estrategia de inyección icv de oligonucleótidos antisense (AS) dirigidos contra el codón de iniciación de la traducción del precursor de TRH que disminuyó el contenido de TRHd y la normalizó de la presión durante 48hs, sin presentar cambios en los niveles de hormonas tiroideas. Aún no es claro a través de qué mecanismos neurales y humorales la TRH ejerce sus efectos cardiovasculares. El aumento concomitante de catecolaminas plasmáticas sugiere un importante componente simpático como mediador de los efectos cardiovasculares descriptos probablemente debido a la estimulación del sistema simpatoadrenomedular por parte del tripéptido. En ese sentido se observó que la respuesta cardiovascular a la inyección de TRH va siempre acompañada de un aumento en la actividad simpática  y que puede abolirse por demedulación adrenal o utilizando antagonistas adrenérgicos y bloqueantes ganglionares. Podríamos inferir que este efecto es atribuido exclusivamente a la hiperactividad simpática generada. Sólidas evidencias indican que el efecto de TRH sobre la activación simpática está mediado por diversos sistemas clásicos de neurotransmisión, como el colinérgico muscarínico, catecolaminérgico y sistema serotoninérgico a través de circuitos que involucran al cerebro, tallo encefálico y médula espinal. Para estudiar si un aumento de la TRH central es capaz por si solo de conducir al desarrollo de hipertensión desarrollamos un modelo de hiperactivación del sistema de TRH “in vivo” en ratas normales mediante transfección con un plásmido de expresión eucariota que contiene el gen de preproTRH (pcmv-TRH). Luego de 24 y 48hs post inyección se observó un aumento del contenido de TRHd dosis dependiente y un aumento de PAS; mediante la técnica de inmunohistoquímica se observó un aumento de TRH en áreas circunventriculares donde el tripéptido es normalmente expresado. Estos aumentos fueron revertidos mediante un tratamiento AS específico contra preTRH. De esta manera nuestro laboratorio demostró que en ratas normales la sobreproducción de TRH en áreas periventriculares produce hipertensión dosis dependiente y que éste efecto puede ser revertido mediante un tratamiento antisense específico4.   La obesidad y la hipertensión constituyen patologías del síndrome metabólico cuya prevalencia ha aumentado dramáticamente en las últimas décadas, transformándose en un desafío para los sistemas de salud y generando altos costos en salud pública en la mayoría de los países industrializados. Una amplia variedad de evidencias sugieren que la hipertensión asociada a obesidad se debería, entre otros factores, a un aumento del flujo simpático, sin embargo los mecanismos involucrados en esta asociación no han sido totalmente comprendidos. La identificación de la leptina en 1994 abrió una nueva era en la investigación de la obesidad y contribuyó al entendimiento de las complicaciones cardiovasculares de esta patología. En este sentido, varios estudios clínicos y experimentales sugieren fuertemente la participación de la leptina en la regulación de la presión arterial y en la hipertensión, pero el mecanismo preciso involucrado no se ha sido completamente dilucidado. La leptina, es sintetizada por los adipositos y liberada a la circulación desde donde se distribuye a los distintos tejidos sobre los cuales ejerce su acción. La expresión del gen de leptina está nutricional y hormonalmente regulada. Numerosos estudios han demostrado que las concentraciones plasmáticas de leptina están elevadas en forma significativa en humanos obesos y en modelos de obesidad en roedores en forma proporcional a la masa de tejido graso, sugiriendo que en la obesidad existiría un estado de “resistencia a leptina”. Se ha demostrado la presencia de un inhibidor de la señal de traducción de leptina. El supresor de señalización de citoquinas (SOCS-3) bloquea la activación de STAT3 inducida por leptina en células que expresan la forma larga del receptor. Como SOCS-3 está sobre-expresado en modelos de obesidad, ha sido postulado como un potencial mediador de la resistencia a la leptina. En este sentido, se ha propuesto que la obesidad va acompañada de resistencia selectiva a leptina caracterizada por una falla en la inducción de la saciedad pero con actividad simpatoexcitatoria preservada, conduciendo a un estado de hiperleptinemia con hiperactivación del SNS e hipertensión5. Este concepto fue confirmado en diversos modelos animales 6. La leptina actúa a través de receptores específicos inhibiendo la expresión de péptidos orexígenos como NPY y AgRP en neuronas hipotalámicas y estimulando la producción de péptidos anorexígenos actuando sobre neuronas POMC en el núcleo arcuato del cual deriva la hormona α-MSH descripta como un potente regulador negativo de la ingesta. Así, la saciedad inducida por la leptina está mediada en parte por estimulación de neuronas POMC hipotalámicas que llevan a una mayor producción de α-MSH la cual actúa a través de los receptores melanocórticos hipotalámicos. Muchos trabajos han involucrado a los receptores melanocórticos en la respuesta presora de la leptina7. La leptina además de regular la expresión de varios de los neuropéptidos mencionados es capaz de inducir la expresión de TRH. En este sentido, es conocida la acción que la leptina ejerce antagonizando la supresión de hormonas tiroideas inducidas por el ayuno a través del aumento de expresión del gen de preTRH. Dado que la leptina activa la expresión del gen POMC del cual deriva el péptido α-MSH, varios trabajos consideraron que este péptido sería el responsable de la acción indirecta de la leptina sobre la expresión de TRH. Así, se ha demostrado que neuronas α-MSH inervan neuronas TRH en el NPV y que la administración central de α-MSH previene la disminución de la expresión de TRH inducida por el ayuno y recupera parcialmente la disminución de hormonas tiroideas. La leptina es capaz de regular la expresión de TRH mediante una vía de acción directa y otra indirecta en demostrado cultivos neuronales y además se ha descripto el sistema de señalización involucrado en la regulación de la expresión de TRH8.   Las sólidas evidencias que confirma la interacción TRH-Leptina, las demostradas acciones cardiovasculares de la leptina mediadas por el sistema simpático, sumadas a la experiencia de nuestro laboratorio en el estudio de la participación de la TRH en la regulación cardiovascular9 condujeron a que, en nuestro laboratorio se profundizara el estudio de la interacción TRH-leptina. Así se describió la interacción recíproca entre la TRHd y el nivel de leptina, que a través de la activación simpática, afectan la PAS10. Para demostrarlo, se midió el nivel plasmático de leptina en machos Wistar que se hicieron hipertensos mediante la inducción de una sobre expresión de TRH periventricular por inyección icv del plásmido pcmv-TRH. Se observó que el plásmido además de generar un aumento del contenido de TRHd con el consecuente aumento de la PA, disminuyó el nivel plasmático de leptina. Al realizar, un tratamiento con oligonucleótidos AS contra TRH, se revirtieron ambos efectos. Por otro lado se observó que en la rata SHR, que presenta una hiperactivación del sistema de TRH diencefálica, presenta menores niveles de leptina circulante que los controles WKY. Estas diferencias se anularon con un tratamiento AS contra preproTRH, sugiriendo la interacción entre ambas hormonas. En experimentos adicionales demostramos que ratas Wistar luego de recibir una inyección icv de leptina, como es de esperar, generan un aumento de la PA, siendo este efecto abolido luego de un tratamiento de inhibición específico AS contra TRH. Estos datos indicaron que la leptina está disminuida en la hipertensión inducida por TRH que podría conducir a un efecto compensatorio de ganancia de peso y propusimos que la interacción TRH-leptina contribuiría a la fuerte asociación entre obesidad e hipertensión. Nuestro grupo de trabajo pudo demostrar esta hipótesis en diversos modelos animales como en un modelo de obesidad inducida por una dieta rica en grasas en la rata, concluyendo que la hipertensión resultante es dependiente de la elevación de la TRH diencefálica, ya que su inhibición mediante diversas estrategias como la de antisense o RNA de interferencia (RNAi) normalizan los valores elevados de PA y los niveles de elevados de metabolitos de catecolaminas; indicando que el SNS esta involucrado la acción hipertensora de la TRH11. También demostramos que en el ratón obeso Agouti (hiperleptinémico con preservación de la acción simpatoexcitatoria ) la hipertensión es dependiente de la TRHd, ya que presentaron un nivel elevado del contenido del tripéptido y la reversión del mismo, provocado con maniobras de antisense y RNAi disminuyeron los niveles de PA a valores semejantes a los controles11. Asimismo, al estudiar el ratón obeso ob/ob (carece de leptina funcional circulante, presenta hiperfagia pero con niveles de PA y catecolaminas plasmáticas menor que los controles demostramos que el contenido de TRH es menor que los controles y que al tratar con leptina el fenotipo se revierte generando un aumento del contenido de TRH y de PA12. En estos modelos las variaciones de TRHd observada fue independiente del sistema tiroideo ya que no se observaron cambios significativos en los niveles de las hormonas tiroideas, TSH ni prolactina; indicando que el pool de TRH que modula la regulación cardiovascular sería independiente de la TRH con efectos sobre el eje tiroideo. Como se comentó previamente los receptores melanocórticos participan en la respuesta presora de la leptina7  Así, se ha demostrado que los ratones knockout para el receptor de aMSH de tipo 4 (MC4-R) no presentan respuesta hipertensora a la administración aguda o crónica de leptina comparada con los controles. Dado que aún no existe en la literatura evidencias de cual sería el conector fisiológico entre los efectos cardiovasculares de la leptina con el consecuente aumento de la actividad simpática, nosotros postulamos que la hipertensión inducida por leptina estaría mediada por TRHd a través de MC4-R. Siguiendo nuestra línea de pensamiento, evaluamos la participación de la TRH en la hipertensión inducida por la activación de los MC4-R. Para demostrarlo, diseñamos un protocolo en el cual ratas normotensas recibían MTII (agonista melanocortico) por vía central con y sin previo bloqueo del sistema de la TRH y evaluamos su efecto sobre la ingesta, el peso corporal, la PA y el contenido de TRH. Asi, pudimos confirmar que la TRHd participa del efecto hipertensor generado por agonistas melanocórticos, ya que su inhibición específica impide su acción sobre la PA13. Recientes trabajos han demostrado que el SNC melanocórtico es capaz de regular la PA independientemente de la activación de receptores de leptina en diversos modelos experiomentales confirmando nuestros hallazgos14. Proponemos que la activación de MC3/4 a través de la estimulación de TRH podría mediar el aumento de activación simpática inducida por leptina. Es interesante destacar que una de las funciones de la TRH, es modular la secreción de TSH y por lo tanto el estado tiroideo del animal. Sin embargo, en nuestra experiencia ninguno de los modelos estudiados, observamos un aumento de T3 ni T4. Es probable que la regulación negativa que ejerce la T3 sobre la liberación de TSH mantenga el eje en niveles normales aún en presencia de TRH aumentada, o que la TSH no se libere ya que la TRH ejercería un efecto rítmico y no tónico como es el que es necesario para su liberación. Serán necesarios estudios adicionales para poder definir este interrogante.   En función a lo planteado en este capítulo la interacción TRH-Leptina podría explicar en parte los mecanismos puestos en marcha en situaciones en las que un desbalance energético conlleva a alteraciones cardiovasculares y así comprender la fuerte relación entre obesidad –hipertensión.   Por último, es interesante analizar el aporte del presente trabajo al entendimiento de la interacción TRH-Leptina ya que abre la posibilidad de que drogas utilizadas en el tratamiento de la obesidad cuyo mecanismo de acción sea análogo al de la leptina,  que actúan aumentando la actividad del sistema POMC-α-MSH en el núcleo arcuato del hipotálamo; conducirían a un aumento de la presión arterial como efecto adverso.