Palabras clave
INTRODUCCIÓN
La hipercolesterolemia es un factor de riesgo de la aterosclerosis coronaria1 en cuyo sustrato fisiopatológico probablemente subyace la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) en el endotelio vascular2,3. Diferentes estudios han demostrado una relación entre reducción de las concentraciones lipídicas y un descenso en la mortalidad de causa cardiovascular4 y en la regresión de las placas de ateroma5. Se ha demostrado experimentalmente que la hipercolesterolemia induce alteraciones en la vasomotilidad dependiente del endotelio por interferencia en la formación intracelular del factor de relajación derivado del endotelio (EDRF)6,7. El EDRF ha sido identificado como el óxido nítrico y el descenso de su biodisponibilidad puede predisponer al desarrollo de la aterosclerosis8,9.
Una forma de evaluar el estado de la función endotelial es mediante el análisis de la respuesta vasomotora frente a la administración de acetilcolina. En arterias normales la acetilcolina estimula la liberación endotelial de óxido nítrico provocando vasodilatación, mientras que en arterias ateroscleróticas la infusión intracoronaria de acetilcolina causa vasoconstricción10. La nitroglicerina induce vasodilatación mediante la estimulación endotelio-independiente del músculo liso vascular11.
Diferentes estudios han documentado que la disfunción endotelial coronaria en pacientes con aterosclerosis e hipercolesterolemia mejora con una reducción en las concentraciones de colesterol12-15. Estos estudios incluyen principalmente a pacientes con aterosclerosis coronaria documentada,si bien la documentación de la función endotelial y su reversión se ha realizado en arterias sin lesiones significativas. Realizamos un estudio para determinar si la reducción y normalización de las concentraciones lipídicas podía restaurar la función endotelial en pacientes con hipercolesterolemia y arterias coronarias angiográficamente normales.
PACIENTES Y MÉTODO
Pacientes
Se incluyeron en el estudio 10 pacientes consecutivos con hipercolesterolemia (colesterol total sérico de 5,3 a 8,2 mmol/l) que tenían arterias coronarias angiográficamente normales o con mínimas irregularidades (estenosis medida por angiografía cuantitativa inferior al 10%). Cinco pacientes sin lesiones coronarias y colesterol normal y ausencia de otros factores de riesgo coronario formaron el grupo control. La indicación de cateterismo cardíaco se efectuó para la evaluación de dolor torácico en pacientes que habían realizado previamente un test de ejercicio sobre banda sin fin, sin que se lograra obtener un resultado concluyente, por lo que la prueba fue catalogada como indeterminada según unos criterios previamente establecidos. Se excluyeron del estudio los pacientes con hipertensión, diabetes mellitus, insuficiencia cardíaca o hipertrofia ventricular izquierda. Antes de ser incluidos en el estudio ninguno de los pacientes había recibido medicación hipolipemiante. El estudio fue aprobado por el comité ético de nuestra institución y todos los pacientes dieron su consentimiento informado.
Basalmente se realizaron determinaciones de colesterol total sérico, lipoproteínas de alta densidad (HDL), lipoproteínas de baja densidad (LDL) y triglicéridos.
Protocolo de estudio de la función endotelial
Se suspendió toda medicación vasoactiva 48 h antes de practicar la coronariografía. Los procedimientos se realizaron por vía femoral. Después del cateterismo diagnóstico se administraron 7.500 U de heparina sódica y se cateterizó el ostium de la arteria coronaria izquierda con un catéter guía 8 Fr de angioplastia. A través del mismo se avanzó un catéter de infusión (Cordis® 3/2,5 Fr) sobre una guía de angioplastia hasta el segmento proximal de la arteria a estudiar. En todos los casos la arteria evaluada fue la descendente anterior. Una vez situado el catéter de infusión se retiró la guía para evitar la inducción de espasmo coronario por la misma. Se analizó en primer lugar la vasodilatación dependiente del endotelio mediante la infusión selectiva intracoronaria de acetilcolina (Laboratorios Cusí, Barcelona, España). Se prepararon concentraciones de 106, 105 y 104 mol/l, y la concentración intracoronaria de acetilcolina se estimó de 108, 107 y 106 mol/l, y asumiendo un flujo coronario de 80 ml/min16. Mediante bomba de inyección (Harvard, Southnatick, Mass, Aparatus 11) se realizó una administración basal control de suero glucosado al 5% para posteriormente realizar sucesivas infusiones a concentraciones crecientes de acetilcolina durante 2 min (106, 105 y 104 mol/l). Se realizó una coronariografía mediante inyección manual tras la infusión de cada concentración. Posteriormente se analizó la vasodilatación no endotelio dependiente mediante la infusión de un bolo de 200 µg de nitroglicerina y se repitió una nueva inyección angiográfica.
La presión arterial, frecuencia cardíaca y el ECG fueron monitorizados de forma continua y registrados inmediatamente antes de cada inyección angiográfica. La altura de la mesa, el ángulo, la rotación y el tipo de catéter fueron anotados durante el estudio basal para permitir su reproducibilidad en el estudio de seguimiento.
Angiografía coronaria cuantitativa
Mediante un equipo biplano (Bicor, Siemens) se obtuvieron dos proyecciones ortogonales que permitieron una mejor evaluación de la arteria descendente anterior, lo cual permitió no modificar las características radiológicas de cada adquisición. Las diferentes inyecciones angiográficas obtenidas fueron analizadas tras el procedimiento por un mismo operador mediante la técnica de la detección automática de bordes (Digitron Siemens) y utilizando la medida del catéter guía en cada proyección como referencia conocida. Se analizaron 3 segmentos de la descendente anterior (proximal, medio y distal) y el cambio porcentual de diámetro con respecto a la situación basal se determinó para cada dosis de acetilcolina. En el análisis, el cambio porcentual medio en cada segmento y en los dos segmentos más distales se calculó en cada paciente. Finalmente, se determinó un cambio porcentual medio del diámetro en respuesta a la acetilcolina y a la nitroglicerina, que resultó de realizar la media en los dos segmentos más distales.
Se analizó la variabilidad intraobservador del método mediante la repetición de las mediciones de 20 estudios con más de 3 meses de diferencia (200 mediciones en total). Las diferencias observadas (media ± 2 desviaciones estándar) en el cambio porcentual del diámetro luminal fueron las siguientes: 2,0 ± 3,9% para los valores basales, 1,8 ± 4,0% para la máxima dosis de acetilcolina y 1,7 ± 3,8% tras nitroglicerina. Los coeficientes de correlación intraclase para las medidas repetidas fueron de 0,95 para los valores basales, 0,96 para la máxima dosis de acetilcolina y 0,98 para los valores tras nitroglicerina. Por ello, se consideró como disfunción endotelial una vasoconstricción a la máxima dosis de acetilcolina superior a la variabilidad del método de análisis (> 4%).
Seguimiento
Los pacientes con hipercolesterolemia se sometieron a un programa de reducción de colesterol. Se realizó un control clínico y analítico cada 2 meses. A todos los pacientes se les recomendó evitar el tabaco, seguir una dieta hipolipemiante y realizar ejercicio físico para controlar el peso. Todos recibieron entre 20 y 80 mg de lovastatina para obtener una concentración de cLDL inferior a 130 mg/dl.
En los pacientes con hipercolesterolemia, se repitió de nuevo el cateterismo cardíaco con un segundo estudio de la función endotelial después de un período mínimo de un año de normalización del perfil lipídico. Este estudio se realizó con las mismas características angiográficas de adquisición que en la primera evaluación.
Análisis estadístico
Las variables cualitativas se han expresado como valor absoluto y porcentaje, mientras que las variables cuantitativas se han expresado como media ± desviación estándar. Para el estudio de las diferentes variables se ha utilizado el paquete estadístico SPSS (SPSS Inc., Chicago, IL). La comparación de las variables cualitativas se ha efectuado mediante el estadístico *2, mientras que para las variables cuantitativas se ha utilizado la t de Student para datos apareados. El análisis de las diferentes variaciones a las sucesivas infusiones de acetilcolina se ha realizado con el test ANOVA. El coeficiente de correlación de Pearson se ha usado para determinar la relación existente entre variables cuantitativas. Se ha tomado un valor de p < 0,05 como de significación estadística.
RESULTADOS
Características de los pacientes y datos clínicos
En la tabla 1 se exponen las características clínicas, analíticas y hemodinámicas basales de los pacientes incluidos. El grupo de pacientes hipercolesterolémicos estuvo formado por 5 varones y 5 mujeres, con una edad media de 52 ± 8 años. El grupo control consistía en 3 varones y 2 mujeres cuya edad media era 52 ± 6 años. La concentración media de colesterol total sérico basal fue 6,2 ± 0,6 y 4,6 ± 0,5 mmol/l, respectivamente (p < 0,05). No tenían ningún otro factor de riesgo coronario a excepción de 2 pacientes en el grupo hipercolesterolémico que eran fumadores. La fracción de eyección era normal. La coronariografía puso de manifiesto unas arterias coronarias lisas o irregularidades (estenosis < 10%) en todos los pacientes.
Respuesta basal de las arterias coronarias epicárdicas
Los diámetros basales de la arteria coronaria descendente anterior en estudio fue 2,2 ± 0,5 mm en pacientes con hipercolesterolemia y 2,1 ± 0,4 mm en los pacientes control (p = NS). No se observaron cambios significativos en el diámetro medio después de la infusión intracoronaria de suero glucosado. En el estudio inicial, la infusión intracoronaria de acetilcolina disminuyó significativamente el diámetro arterial coronario de forma dosis-dependiente (106 mol/l: 0,3 ± 10%; 105 mol/l: 6 ± 4%; 104 mol/l: 18 ± 10%; p < 0,01 respecto a la situación basal), indicando la presencia de disfunción endotelial. El grupo control presentó una respuesta más uniforme con ligera vasodilatación a la dosis máxima de acetilcolina (0,6 ± 4%; 2 ± 6%; 3 ± 6%, respectivamente; p = NS entre grupos), lo cual sugiere una función endotelial conservada. Los pacientes de ambos grupos tuvieron una respuesta coronaria similar a la infusión de nitroglicerina, aumentando el diámetro coronario 19 ± 4% frente a 21 ± 9% en hipercolesterolémicos frente al grupo control (p = NS).
Cambios en el perfil lipídico
Durante el seguimiento clínico, el grupo de pacientes con hipercolesterolemia siguió una dieta hipolipemiante y recibió tratamiento intenso con lovastatina (alcanzándose una dosis media de 60 ± 20 mg al día por paciente). Se realizaron perfiles lipídicos seriados. En la figura 1 se observan las diferencias en la concentración del colesterol y sus fracciones al inicio y al final del tratamiento previo al segundo estudio de función endotelial. El descenso medio en colesterol total fue de 6,20 ± 1,09 a 4,58 ± 0,4 mmol/l (p < 0,001) y el de cLDL fue de 4,24 ± 0,8 a 2,67 ± 0,6 mmol/l en el seguimiento (p < 0,001). El cHDL aumentó de 1,27 ± 0,54 a 1,33 ± 0,4 mmol/l al final del estudio (p = NS). La máxima reducción se obtuvo al cuarto mes y después de esta fecha las concentraciones lipídicas no variaron significativamente. No hubo efectos adversos atribuibles a la medicación del estudio.
Fig. 1. Valores medios de colesterol, cLDL y cHDL en el grupo de pacientes hipercolesterolémicos inicialmente y después de 24 meses de terapia de reducción de lípidos con dieta y lovastatina a dosis altas. La reducción del colesterol total fue del 26%, la del cLDL del 37% y el cHDL aumentó en un 9%.
Respuesta de las arterias coronarias epicárdicas después del seguimiento
El estudio de función endotelial se repitió en 9 de los 10 pacientes con hipercolesterolemia después de un seguimiento medio de 24 ± 4 meses. Los diámetros de la arteria descendente anterior fueron 2,1 ± 0,4 mm (p = NS, respecto a los basales). Respecto al estudio inicial la respuesta a la acetilcolina mejoró en el análisis de todos los segmentos a concentraciones de 106, 105 y 104 mol/l (cambios en diámetro 4 ± 4%, 3 ± 6%, 3 ± 10%, respectivamente, p < 0,001 a la máxima dosis de acetilcolina). La respuesta a la nitroglicerina fue similar al estudio basal (20 ± 17%; p = NS). El análisis del segmento distal de la arteria descendente anterior (el segmento más vasoconstrictor) demostró un cambio de 23 ± 16% en el estudio basal y 5 ± 0,4% en el seguimiento en respuesta a la mayor concentración de acetilcolina (p < 0,001). En la figura 2 se expone un ejemplo de la angiografía después de la infusión de la máxima dosis de acetilcolina en el estudio inicial y en el estudio de seguimiento en el mismo paciente.
Fig. 2. Estudio de función endotelial en un mismo paciente basalmente (A) y después de reducir y mantener normalizados las concentraciones lipídicas (B). En ambas angiografías se muestra la respuesta vasomotora de la arteria descendente anterior a la infusión de la máxima dosis de acetilcolina (104mol/l). Basalmente con las concentraciones de colesterol elevadas (A) se observa una marcada respuesta vasoconstrictora indicativa de disfunción endotelial. En el estudio de seguimiento (B) se documenta una respuesta más vasodilatadora sugestiva de una importante mejoría de la función endotelial respecto al primer estudio.
Después de la reducción de las concentraciones lipídicas, los pacientes hipercolesterolémicos tuvieron una respuesta vasomotora arterial coronaria a la acetilcolina similar a la mostrada inicialmente por el grupo control (fig. 3), sugiriendo un restablecimiento de la función endotelial.
Fig. 3. Valores medios ± EE de las respuestas en la arteria coronaria descendente anterior a las diferentes concentraciones de acetilcolina y bolos de nitroglicerina en el grupo control (*) y en el grupo de hipercolesterolémicos en el momento inicial (*) y en el seguimiento (*). Después de la reducción de colesterol la vasomotilidad coronaria dependiente del endotelio mejoró durante el seguimiento en los pacientes inicialmente hipercolesterolémicos, con una respuesta a la acetilcolina similar a la del grupo control.
No se documentó ninguna complicación debida a la evaluación de la función endotelial coronaria en ninguno de los estudios.
Correlación entre las concentraciones lipídicas y la respuesta endotelial
Se demostró una correlación significativa entre las concentraciones de colesterol total y la respuesta a la máxima dosis de acetilcolina en el estudio basal (r = 0,55; p < 0,05). Asimismo, la respuesta a la máxima dosis de acetilcolina en el segundo estudio se correlacionó significativamente con la reducción del colesterol total (r = 0,53; p < 0,05) producida en el seguimiento (fig. 4).
Fig. 4. Correlación entre los cambios en las concentraciones de colesterol durante el seguimiento y la respuesta endotelial de las arterias coronarias en respuesta a la infusión de la máxima dosis de acetilcolina (ACh) en el segundo estudio.
DISCUSIÓN
Los resultados de nuestro estudio sugieren que la reducción y normalización de las concentraciones lipídicas mejoran la función endotelial de las arterias epicárdicas en pacientes hipercolesterolémicos con coronarias angiográficamente normales y disfunción endotelial. El tratamiento con dieta y lovastatina con el que se mantuvieron unos valores de lípidos normales durante al menos un año de seguimiento consiguió una mejoría en la vasodilatación dependiente del endotelio de las coronarias epicárdicas, con una respuesta a la acetilcolina similar a la de un grupo control sin factores de riesgo.
En el estudio basal, la infusión de acetilcolina en las coronarias epicárdicas del grupo de pacientes con hipercolesterolemia produjo un marcado grado de vasoconstricción respecto a la respuesta observada en los pacientes del grupo control, mientras que la vasodilatación provocada por la nitroglicerina fue similar en ambos grupos de pacientes. Estos hallazgos son concordantes con los de otros estudios, que han demostrado que la hipercolesterolemia se asocia con una vasomotilidad anormal endotelio-dependiente en las arterias coronarias epicárdicas17.
Se ha demostrado que los factores de riesgo para el desarrollo de la aterosclerosis causan disfunción endotelial18-23 y ésta puede estar presente mucho tiempo antes de la aparición de lesiones ateroscleróticas. El endotelio participa de forma importante en el control del tono vasomotor mediante la liberación de múltiples sustancias vasoactivas, como el óxido nítrico. Además de su acción como vasodilatador el óxido nítrico inhibe la agregación plaquetaria, la adhesión de leucocitos y la proliferación de células musculares lisas24. El óxido nítrico tiene una biodisponibilidad disminuida en pacientes con factores de riesgo19 probablemente por una disminución de su síntesis25 o de su liberación26, o incluso por un aumento de su inactivación que podría considerarse un marcador de aterosclerosis27.
Estos aspectos sugieren que la presencia de disfunción endotelial está presente antes de que aparezcan lesiones angiográficamente visibles. La angiografía no es un buen método para detectar la aterosclerosis en un estadio temprano y se ha sugerido que la infusión selectiva de acetilcolina constituye un método adecuado para detectar enfermedad aterosclerótica difusa en pacientes con coronarias angiográficamente sanas28. En nuestro estudio, la marcada respuesta vasoconstrictora inicial a la acetilcolina en los sujetos hipercolesterolémicos sugiere la presencia de disfunción endotelial a pesar de presentar arterias coronarias angiográficamente normales. En estos pacientes, además, la intensidad de la respuesta vasoconstrictora a la acetilcolina se correlacionó de manera significativa con el valor basal de colesterol. Sin embargo, la vasodilatación en respuesta a la nitroglicerina intracoronaria en nuestros pacientes sugiere que la relajación independiente del endotelio estaba preservada. Posteriormente, y después de reducir y mantener normalizadas las concentraciones lipídicas, el grado de disfunción endotelial documentado incialmente en los pacientes hipercolesterolémicos mejora de forma significativa durante el seguimiento.
Comparación con otros estudios
La reversibilidad de la disfunción endotelial ha sido estudiada recientemente. Esta posibilidad es atractiva debido a que estrategias encaminadas a normalizar la función endotelial podrían prevenir o retardar la aparición de la aterosclerosis. Incluso en estados avanzados de enfermedad aterosclerótica la mejoría de la función endotelial podría disminuir la vasoconstricción dependiente del endotelio y, por tanto, el riesgo de sufrir acontecimientos cardiovasculares.
La función endotelial coronaria puede mejorar en pacientes hipertensos tratados con quinapril29, en mujeres posmenopáusicas tratadas con estrógenos30, en pacientes sometidos a angioplastia coronaria31 y en sujetos hipercolesterolémicos con enfermedad coronaria mediante terapia a largo plazo con tratamiento hipolipemiante12,13 o a corto plazo, por ejemplo, con aféresis de LDL32. También se ha obtenido una mejoría en la función endotelial en varones, sin evidencia de ateroesclerosis mediante tratamiento con dieta y terapia con resinas en un estudio similar al nuestro14.
Resumimos en la tabla 2 los estudios más importantes de reversibilidad en la disfunción endotelial en pacientes hipercolesterolémicos y los comparamos con nuestro estudio. En todos ellos, la respuesta a la infusión de acetilcolina en el estudio inicial es muy similar obteniéndose una vasoconstricción del 20% aproximadamente. Así mismo, los resultados en el seguimiento son parecidos, y se ha demostrado una función endotelial prácticamente normal. Las diferencias más significativas consisten en que los pacientes de nuestro estudio no tienen evidencia angiográfica de aterosclerosis y han sido tratados farmacológicamente con estatinas, a diferencia del estudio de Leung et al, en que son tratados con resinas. Ambos estudios obtienen un resultado similar en cuanto a la mejoría de la función endotelial, lo cual podría indicar que el factor determinante de la mejoría de la función endotelial es la normalización de las concentraciones lipídicas independientemente del tipo de fármaco utilizado para ello. Por otra parte, los individuos de nuestro estudio tienen un período de tratamiento y seguimiento más prolongado, consiguiéndose unas cifras normales de colesterol durante al menos un año. Esto podría explicar la normalización de la respuesta a la acetilcolina incluso en los segmentos con una respuesta más vasoconstrictora en el primer estudio. De todas formas, creemos que si la evaluación de la vasomotilidad coronaria se hubiese realizado a los 6 meses probablemente ya se habría obtenido una mejoría de la función endotelial.
Limitaciones
Este estudio no es aleatorizado ni controlado con placebo. Las concentraciones de colesterol fueron significativamente menores en el grupo control, pero la edad, el sexo y el consumo de tabaco fueron comparables entre los dos grupos. La función endotelial en el grupo control y en el seguimiento del grupo tratado con hipolipemiantes no es totalmente normal (consiguiéndose una vasodilatación moderada o discreta a la infusión de acetilcolina). Esta observación puede ser debida a la presencia de otros factores de riesgo coronario (tabaquismo) en algunos de los pacientes de ambos grupos.
Los pacientes del grupo control no tenían evidencia de enfermedad coronaria y, por tanto, no fueron reestudiados por motivos éticos. Aunque se realizó un segundo estudio de función endotelial en un 90% de los hipercolesterolémicos, los resultados del estudio deben ser interpretados con cautela debido al reducido número de enfermos incluidos.
Implicaciones clínicas
Se ha demostrado que una disminución del colesterol reduce los acontecimientos cardiovasculares, consiguiéndose tan sólo una moderada regresión de la placa aterosclerótica33,34. Se observa en estos estudios que la terapia de reducción de lípidos disminuye los síntomas de angina a los pocos meses de tratamiento, tiempo muy probablemente insuficiente para que se produzca una regresión significativa de la aterosclerosis coronaria. Consideramos la posibilidad de que la reducción en los acontecimientos clínicos sea debida a una mejora en la función endotelial más que a una reducción de la placa aterosclerótica en sí misma. Se ha publicado también que la vasodilatación endotelio-dependiente de las arterias coronarias está deteriorada en pacientes con angina y angiografía coronaria normal, y se ha postulado que la isquemia miocárdica puede ser debida a una reserva vasodilatadora anormal35. En nuestro estudio, los pacientes con sintomatología clínica de angina e hipercolesterolemia sin evidencia angiográfica de aterosclerosis tenían una disfunción endotelial que fue reversible al reducir las cifras de colesterol. Tomando conjuntamente estos hallazgos puede sugerirse que la detección y corrección precoz de la hipercolesterolemia en este tipo de pacientes podría prevenir el futuro desarrollo de la aterosclerosis coronaria.
CONCLUSIONES
Nuestro estudio indica que la respuesta vasodilatadora dependiente del endotelio alterada en pacientes con hipercolesterolemia y arterias coronarias angiográficamente normales es reversible con terapia de reducción de colesterol. Por tanto, su detección precoz y su
corrección podrían contribuir a la prevención del desarrollo de aterosclerosis coronaria en estos pacientes.
AGRADECIMIENTO
Al personal de la Unidad de Hemodinámica Cardíaca por su colaboración en los estudios de función endotelial.
Este trabajo ha sido realizado en parte gracias a la beca predoctoral CIRIT (E.I.) concedida por la Generalitat de Catalunya (1999FI 00729).
Correspondencia: Dr. A. Cequier. Unidad de Hemodinámica Cardíaca. Hospital de Bellvitge. Feixa Llarga, s/n. 08907 L'Hospitalet de Llobregat. Barcelona. Correo electrónico: acequier@csub.scs.es Recibido el 12 de julio del 2000. Aceptado para su publicación el 22 de enero del 2001.