Efectes moduladors de les hormones sexuals femenines sobre el sistema cardiovascular en la diabesitat

Abstract

[cat] El paper protector dels estrògens front l’obesitat, la diabetis i les seves complicacions a nivell cardiovascular és objecte d’estudi. Alguns estudis han posat de manifest que les rates femella presenten una major capacitat de resistència al desenvolupament de diabetis i obesitat induïda per una dieta hiperlipídica que els mascles i aquest fet s’ha atribuït a les hormones sexuals femenines. També són nombroses les evidències, amb models que simulen la menopausa en rates mitjançant una ovariectomia, que mostren l’efecte protector dels estrògens a diferents òrgans. Igualment, altres estudis en cor, aorta o en cèl·lules provinents d’aquests òrgans han demostrat els efectes directes dels estrògens sobre la funció mitocondrial, així com el seu paper protector front l’estrès oxidatiu o la disfunció endotelial. Ara bé, recentment diversos estudis en humans han descrit que els possibles efectes cardioprotectors dels estrògens podrien veure’s disminuïts per la diabetis i l’obesitat (diabesitat) i que, en aquestes condicions, les dones tenen un risc superior de sofrir un accident cardiovascular respecte als homes en les mateixes circumstàncies. Tenint en compte aquests antecedents, s’ha plantejat com objectiu principal d’aquesta tesi estudiar els efectes de les hormones sexuals femenines i, en concret, els de l’estradiol, en el sistema cardiovascular en condicions de diabesitat, per tal d’aportar evidències sobre aquesta possible dualitat del paper dels estrògens. Per assolir aquest objectiu s’ha utilitzat un model de rata de la soca ZDF que, per una mutació al receptor de la leptina, desenvolupa diabesitat en resposta a una dieta hiperlipídica. Per anul·lar la producció endògena d’estrògens es va realitzar una ovariectomia i un grup es va tractar amb estradiol per determinar els efectes d’aquesta hormona en concret. Es va monitoritzar la glucèmia i el pes corporal setmanalment i en el moment del sacrifici es va extreure el cor i l’aorta per a determinar marcadors de funció mitocondrial, disfunció endotelial, fibrosi, inflamació i dany oxidatiu. Els experiments in vivo es varen complementar amb experiments in vitro amb cardiomioblasts H9c2 i cèl·lules endotelials HUVEC tractades amb estradiol en condicions que simulen la glucolipotoxicitat característica de la diabesitat, per avaluar els efectes d’aquesta hormona. Els resultats obtinguts indiquen que l’ovariectomia atenua la condició patològica en rates diabèsiques ja que promou una disminució de marcadors relacionats amb el risc cardiovascular com la hiperglucèmia, la resistència a la insulina, la fibrosi cardíaca i la disfunció endotelial principalment. També s’ha observat que el tractament amb estradiol reverteix els efectes atenuadors de l’ovariectomia, el que posa de manifest la idea d’un efecte deleteri dels estrògens en la diabesitat. Per altra banda, els resultats obtinguts a cèl·lules endotelials, indiquen que l’estradiol potencia l’efecte de la glucolipotoxicitat incrementant l’expressió de paràmetres de disfunció endotelial, el que corrobora el perfil observat a les aortes de les rates tractades amb estradiol.

[spa] El papel protector de los estrógenos contra la obesidad, la diabetes y sus complicaciones a nivel cardiovascular es objeto de estudio. Algunos estudios han demostrado que las ratas hembra tienen una mayor capacidad de resistencia al desarrollo de la diabetes y la obesidad inducida por una dieta hiperlipídica que las ratas macho y esto se ha atribuido a las hormonas sexuales femeninas. También hay numerosas pruebas, con modelos simulados de menopausia en ratas, utilizando una ovariectomía, que muestran el efecto protector de los estrógenos en diferentes órganos. Asimismo, otros estudios en el corazón, en la aorta o en células de estos órganos han demostrado los efectos directos de los estrógenos sobre la función mitocondrial, así como su papel protector contra el estrés oxidativo o la disfunción endotelial. Sin embargo, recientemente varios estudios en humanos han descrito que los posibles efectos cardioprotectores de los estrógenos podrían verse disminuidos por la diabetes y la obesidad (diabesidad) ya que, en estas condiciones, las mujeres tienen un riesgo mayor de sufrir un accidente cardiovascular en comparación a hombres en las mismas circunstancias. Teniendo en cuenta estos antecedentes, se ha propuesto como objetivo principal de esta tesis estudiar los efectos de las hormonas sexuales femeninas y, en concreto, los del estradiol, en el sistema cardiovascular en condiciones de diabesidad, con el fin de aportar pruebas sobre esta posible dualidad del papel de los estrógenos. Para lograr este objetivo, se ha utilizado un modelo de rata de la cepa ZDF que, por una mutación en el receptor de leptina, desarrolla diabesidad en respuesta a una dieta hiperlipídica. Para cancelar la producción endógena de estrógenos se realizó una ovariectomía y un grupo fue tratado con estradiol para determinar los efectos de esta hormona en particular. La glucemia y el peso corporal fueron monitoreados semanalmente y en el momento del sacrificio se extrajeron el corazón y la aorta para determinar marcadores de la función mitocondrial, disfunción endotelial, fibrosis, inflamación y daño oxidativo. Los experimentos in vivo se complementaron con experimentos in vitro con cardiomioblastos H9c2 y células endoteliales HUVEC tratados con estradiol en condiciones que simulan la glucolipotoxicidad característica de la diabesidad, para evaluar los efectos de esta hormona. Los resultados obtenidos indican que la ovariectomía atenúa la condición patológica en ratas diabéticas, ya que promueve una disminución en los marcadores relacionados con el riesgo cardiovascular como la hiperglucemia, la resistencia a la insulina, la fibrosis cardíaca y la disfunción endotelial principalmente. También se ha observado que el tratamiento con estradiol revierte los efectos atenuantes de la ovariectomía, lo que pone en relieve la idea de un efecto deletéreo de los estrógenos en la diabesidad. Por otro lado, los resultados obtenidos en las células endoteliales indican que el estradiol potencia el efecto de la glucolipotoxicidad aumentando la expresión de los parámetros de disfunción endotelial, lo que corrobora el perfil observado en aortas de las ratas ZDF tratadas con estradiol.

[eng] The protective role of estrogens against obesity, diabetes and their complications at cardiovascular level is a subject of study. Some studies have shown that female rats have a greater capacity of resistance to the development of diabetes and obesity induced by a high-fat diet than their female counterparts and this has been attributed to female sex hormones. There is also evidence, with models simulating menopause in rats using an ovariectomy, showing the protective role of estrogens on different organs. Likewise, other studies in the heart, aorta or in cells cultures from these organs have shown the direct effects of estrogens on mitochondrial function, as well as their protective role against oxidative stress or endothelial dysfunction. However, recently several studies in humans have described that the possible cardioprotective effects of the estrogens could be abrogated by diabetes and obesity (diabesity) because, in these conditions, women have a higher risk to suffer a cardiovascular event than men in the same circumstances. Taking these antecedents into account, it has been proposed as the main objective of this thesis to study the effects of female sex hormones, and specifically estradiol, on the cardiovascular system under diabesity conditions in order to provide evidence on this possible dual role of estrogens. To achieve this goal, a rat model of the ZDF strain has been used, which, by a mutation in the leptin receptor, develops diabesity in response to high-fat diet. To abolish the endogenous production of estrogen rats were ovariectomized and a group was treated with estradiol to determine the effects of this particular hormone Glycemia and body weight were monitored weekly and at the time of sacrifice heart and aorta were extracted to determine markers of mitochondrial function, endothelial dysfunction, fibrosis, inflammation and oxidative damage. In vivo experiments were complemented by in vitro treatment with estradiol of H9c2 cardiomyoblasts and HUVEC endothelial cells under conditions of glucolipotoxicity that mimicked diabesity in order to assess the effects of estradiol in these conditions. The results obtained indicate that ovariectomy attenuates the pathological condition in diabetic rats as it promotes a decrease in markers related to cardiovascular risk such as hyperglycemia, insulin resistance, heart fibrosis and endothelial dysfunction. It has also been observed that estradiol treatment reverses the mitigating effects of ovariectomy, which highlights the idea of a deleterious effect of estrogens on diabesity. On the other hand, the results obtained in endothelial cells indicate that estradiol enhances the effect of glucolipotoxicity by increasing the expression of endothelial dysfunction parameters, which corroborates the profile observed in aorta of those rats treated with estradiol.