1. Riesgo cardiovascular.
Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de muerte en el mundo occidental. El proceso patológico que subyace a ellas es un engrosamiento de la pared arterial debido a la formación de placas ateroscleróticas, las cuales se complican frecuentemente con un trombo y pueden dar lugar a síndrome coronario agudo o accidente cerebrovascular [1]. Uno de los mayores retos de la medicina cardiovascular es encontrar la manera de predecir el riesgo de un sujeto de sufrir un evento trombótico agudo.
El riesgo cardiovascular (RCV) se define como la probabilidad de presentar un evento cardiovascular (CVE) en un período de tiempo determinado, generalmente 5 o 10 años, y se expresa con el porcentaje de personas que presentaran uno de estos eventos durante un tiempo determinado. La interpretación del riesgo estimado de padecer una enfermedad cardiovascular requiere una definición precisa de los CVE y de los distintos tipos de riesgo que pueden calcularse. Las CVE están definidas como enfermedades coronarias, incluyendo infartos de miocardio, enfermedades vasculares de la periferia y fallos cardiacos.
Las distintas estimaciones de riesgo que se dan en la actualidad son el riesgo absoluto y el riesgo relativo. El riesgo absoluto es la probabilidad de padecer enfermedades cardiovasculares durante un periodo de tiempo. El riesgo relativo se define como la probabilidad de padecer enfermedades cardiovasculares basándose en los factores de riesgo individuales. Las limitaciones que puede conllevar este tipo de estimaciones es la extrapolación de la estimación del riesgo a poblaciones con distinta carga de enfermedad cardiovascular que la población de origen, además de no contemplar entre sus variables factores como la obesidad o antecedentes familiares con coronariopatía precoz.
1.1. Índice de Framingham.
Los métodos para calcular el riesgo coronario o cardiovascular se basan en la valoración conjunta de diferentes factores de riesgo (edad, sexo, presión arterial sistólica, colesterolemia, hábito tabáquico, diabetes e hipertrofia de ventrículo izquierdo) y permiten hacer estimaciones cuantitativas o cualitativas de la probabilidad de presentar un evento coronario o cardiovascular (accidente vascular cerebral, isquemia transitoria, enfermedad coronaria- angina de pecho, insuficiencia coronaria, infarto de miocardio, muerte súbita-,insuficiencia cardiaca congestiva, claudicación intermitente).
El modelo de riesgo de Framingham clásico (Anderson, 1991) [2] se utiliza para estimar el riesgo cardiovascular y debe irse asignando una puntuación según los valores de las categorías de edad, C-HDL, colesterol, presión sistólica y otros. El valor correspondiente a la casilla indica el riesgo a 10 años. Solo existen diferencias en la puntuación entre hombres y mujeres en la categoría de la edad. Una simplificación de la ecuación de Framingham la propuso Wilson y colaboradores que categorizó las variables presión sanguínea y colesterol, siguiendo las recomendaciones de los programas preventivos norte americanos (Joint Nacional Comité Fifth Report y Nacional Education Program, NCEP) en el Modelo de Framingham por categorías (Wilson, 1998 [3] y Grundy 1999 [4]).
1.2. Disfunción endotelial y aterogénesis.
La disfunción endotelial está caracterizada por una alteración en el balance de los factores de relajación y contracción derivados del endotelio, los cuales pueden jugar un papel decisivo en la patogénesis cardiovascular [5]. La aterogénesis es el resultado de una disfunción endotelial y la consecuencia de la pérdida de la integridad vascular.
La disfunción endotelial puede ser causada por factores genéticos, bioquímicos, hemodinámicos y ambientales (inadecuados estilos de vida), influenciados por los conocidos factores de riesgo, en donde la fracción del colesterol LDL (C-LDL) es el mecanismo desencadenante más frecuente. Otros factores aterogénicos son la hipertensión, el tabaquismo, los procesos inmunoinflamatorios y la diabetes [6-8].
Una vez que el endotelio se convierte en disfuncional por la agresión producida por los denominados factores de riesgo, se inicia una cascada de eventos que llevan a daño funcional y estructural. Esta enorme cascada puede resumirse en:
- Reducción en la producción de óxido nítrico.
- Pérdida del control del tono vascular.
- Aumento de la adhesión plaquetaria.
- Aumento de adherencia leucocito-monocito.
- Reducción en la producción de otros inhibidores de crecimiento (PGI2).
- Aumento en la producción de estimuladores de factores de crecimiento.
- Aumento en el depósito de lípidos.
- Alteración de la relación tPA (activador del plasminógeno tisular) y PAI-1 (inhibidor del activador del plasminógeno tipo 1) convirtiendo al endotelio en una estructura pro-trombótica y antifibrinolítica.
- Hiperproducción de radicales libres.
La lesión del endotelio estimula la migración de las células del musculo liso al espacio subendotelial, cambiando de fenotipo (proliferan, captan C-LDL, sintetizan tejido fibroso) y provocando la disminución de elasticidad del vaso. Las lesiones ateroscleróticas están constituidas estructuralmente por la placa aterosclerótica, la cual está formada por un núcleo lipídico (contiene células espumosas derivadas de macrófagos que captan C-LDL) rodeado por una capa fibrosa. Esta grasa crece y evoluciona para formar la placa aterosclerótica [9]. El núcleo lipídico hace se expresen moléculas de adhesión tales como molécula de adhesión intercelular tipo 1 soluble (sICAM-1), la molécula de adhesión vascular tipo 1 soluble (sVCAM-1), E-Selectina (selectina endotelial), y otras proteínas tales como el MCP-1 y MCSF (factor estimulador de colonias de macrófagos) [9].
La formación de un trombo es el resultado de la rotura o fisura de una placa de ateroma que expone componentes poderosamente trombogénicos al flujo sanguíneo [10]. Sobre este trombo organizado se produce un depósito de matriz que a su vez estimula la proliferación celular hasta producir oclusión, o en caso de fisura o ruptura, se puede producir un trombo mayor, desencadenando eventos isquémicos agudos, e incluso muerte súbita. La desestabilización de la placa, proceso que precede a su ruptura, es el resultado de una compleja interacción de efectos inflamatorios que implican a componentes de la placa celular y diversos mediadores proinflamatorios [9].
El desarrollo del síndrome coronario agudo también puede involucrar factores físicos relacionados con la disfunción endotelial. Hay un aumento de la reactividad vascular en respuesta a trastornos metabólicos y estímulos simpáticos en los pacientes con angina inestable [11]. Todos estos procesos pueden contribuir a la rotura de la placa y por tanto la desarrollo de un síndrome coronario agudo.
1.3. MARCADORES DE RIESGO CARDIOVASCULAR.
Las enfermedades cardiovasculares se han convertido en una de las primeras causas de muerte en el mundo occidental. El proceso patológico que subyace a ellas es un engrosamiento de la pared arterial debido a la formación de placas ateroscleróticas, las cuales se complican frecuentemente con un trombo y pueden dar lugar a síndrome coronario agudo o accidente cerebrovascular. Uno de los mayores retos de la medicina cardiovascular es encontrar la manera de predecir el riesgo de un sujeto de sufrir un evento trombótico agudo.
En las últimas décadas, hay un gran interés en la búsqueda de biomarcadores diagnósticos y pronósticos que puedan ser identificados en sangre [12]. Entre ellos, la proteína C reactiva es la más conocida. Otros, como el ligando de CD40 soluble (sCD40L), pueden predecir eventos cardiovasculares. En cambio, hasta el momento no hay un biomarcador aceptado en la práctica clínica. Actualmente, existen diversas técnicas de alto rendimiento como la proteómica, que permite la detección de múltiples biomarcadores potenciales. Estas aproximaciones pueden identificar en un futuro próximo nuevos biomarcadores que, junto con las técnicas de imagen, pueden ayudar a mejorar la predicción de eventos vasculares agudos.
Los biomarcadores más estudiados están relacionados con los distintos mecanismos implicados en el desarrollo y la rotura de la placa aterosclerótica, como la disfunción endotelial, la inflamación, el estrés oxidativo, la proteolisis y la trombosis, así como el síndrome metabólico caracterizado por resistencia a la insulina y dislipemia [13] (Figura 1).
Se sabe que la replicación del VIH implica una mayor activación inmune y disfunción endotelial a través de desequilibrio en el microambiente de citocinas [14], la activación de vías inflamatorias en las células endoteliales [15, 16], la apoptosis de células endoteliales y un aumento de la permeabilidad de membrana [16]. Además los pacientes infectados por el VIH tienen un mayor riesgo cardiovascular debido a la infección que implica la inflamación crónica, y por lo tanto, lesión endotelial.
La coinfección del VIH con VHC está asociada con un incremento significativo del riesgo cardiovascular y una tendencia hacia un mayor riesgo de infarto de miocardio [17]. El VHC causa anormalidades metabólicas lo cual podría llevar a complicaciones cardiovasculares [17, 18].
Figura 1. Marcadores circulantes relacionados con la aterosclerosis [19].
Por otra parte, la TARGA también lleva a la inflamación crónica y alteraciones metabólicas que pueden ser la causa del aumento en las tasas de enfermedad cardiovascular en pacientes infectados por el VIH con este tratamiento [14, 20-22].
1.3.1. MARCADORES DE INFLAMACIÓN.
La inflamación es la respuesta del sistema inmunológico a invasores extraños tales como virus y bacterias. La presencia de inflamación está íntimamente ligada al desarrollo de la ateroesclerosis, siendo uno de los principales agentes causales de la patogenia.
Como respuesta a la infección o la lesión, diversas clases de leucocitos circulan por el torrente sanguíneo hasta el lugar de la infección, se adhieren a la pared del endotelio y la atraviesan hacia el foco de infección. Una vez que los leucocitos se han adherido a la pared vascular, su entrada al interior está controlada por quimiocinas [23]. Los dos tipos de quimiocinas más numerosas son las quimiocinas alfa y beta. Las primeras son quimiotácticas para neutrófilos o linfocitos y entre ellas están las interleucinas (IL) como la IL-6 cuyos valores en sujetos sin enfermedad vascular son predictivos de enfermedad coronaria, ictus o insuficiencia cardiaca.[24]. Las quimiocinas beta atraen monocitos y linfocitos, además de basófilos y eosinófilos, aunque no neutrófilos. A esta familia pertenece el MCP-1. Esta quimiocina es la principal encargada del reclutamiento de monocitos a los tejidos en que hay respuesta inflamatoria activa, como es la lesión aterosclerótica. El valor diagnóstico y pronóstico de MCP-1 soluble se ha puesto de manifiesto en diferentes estudios. Las concentraciones plasmáticas de MCP-1 se han asociado con diferentes factores de riesgo cardiovascular, así como con un mayor riesgo de sufrir un evento cardiovascular en el futuro [25].
Valores altos de otros marcadores de inflamación como el TNF-? se han relacionado con el alto riesgo cardiovascular [12]. El TNF-? realiza sus funciones a través de la unión de dos receptores de membrana (TNF-R1 y TNF-R2), los cuales pueden circular libremente de forma soluble después de separarse su dominio extracelular por escisión proteolítica (sTNF-R1 and sTNF-R2) [26]. El sTNF-R desempeña un papel como modulador de la función biológica del TNF-? con un patrón agonista/antagonista. En diversos estados patológicos, la producción y liberación de sTNF-R puede mediar la respuesta del huésped y determinar el curso y resultado de la enfermedad al interactuar con el TNF-?, compitiendo con los receptores de superficie celular. La determinación de sTNF-R en los fluidos corporales como el plasma o suero es una nueva herramienta para obtener información acerca de los procesos inmunológicos y proporciona información valiosa sobre una variedad de condiciones patológicas [27]. En la sepsis, las concentraciones de sTNF-R en suero o plasma tienen fuerte correlación con el estadio clínico y la progresión de la enfermedad y pueden ser de valor predictivo para determinar el riesgo cardiovascular [27].
Entre otros marcadores inflamatorios, Fas y sFasL (ligando soluble de Fas) han sido recientemente asociados con alto riesgo cardiovascular [28], quedando demostrado que ambos se expresan en lesiones ateroscleróticas. De la misma manera, el sistema Fas/FasL se relaciona con las respuestas apoptóticas e inflamatorias presentes en las placas ateroscleróticas [29]. La forma soluble de Fas (sFas) se genera por splicing alternativo. La forma soluble de FasL (sFasL) se genera por proteolisis [30] de la forma de membrana de FasL a sFasL el cual decrece su actividad apoptótica, aunque sFasL conserva la capacidad de interactuar con Fas [31]. sFasL es una importante citoquina involucrada en inflamación, que funciona a través de la unión con Fas y activa la apoptosis [32, 33].
Los valores aumentados de sFas y sFasL en sangre arterial se asocian a las infecciones de VHC y VIH, una característica que se ha asociado con la progresión de la enfermedad [34]. La respuesta del huésped a la infección por el VIH o la hepatitis por virus C pueden estar encaminada a inducir la apoptosis directamente en las células infectadas (las células T con el VIH o hepatocitos con hepatitis C), y además las células inmunes que afectan directamente a las células infectadas pueden inducir la apoptosis de las células no infectadas mediada por Fas [35]. Esto sugiere que la señalización Fas-FasL puede jugar un papel importante en la patogénesis del VIH o infección de la hepatitis C [36, 37] así como el desarrollo de patologías cardiovasculares en estas infecciones.
Por otra parte, PAI-1, secretado por las células vasculares, es el primer inhibidor fisiológico de la activación del plasminógeno en la sangre contribuyendo a la formación de trombos [38]. Contribuye además a procesos como la formación de aterosclerosis y de hipertensión pulmonar [39]. Además el PAI-1 es producido por el tejido adiposo [40] y valores elevados en plasma contribuyen a la resistencia a la insulina derivada de la obesidad [41]. PAI-1 es también una proteína de fase aguda durante la inflamación aguda. Los valores plasmáticos de PAI-1 están influidos por factores genéticos, metabólicos, factores endocrinos y alimentarios y físicos, y que hace que incremente drásticamente en respuesta a la inflamación y lesiones [42]. Se ha observado que los pacientes infectados con VIH en TARGA y con lipodistrofia y resistencia a la insulina tenían elevados los valores del tPA así como los valores de PAI-1. Estos marcadores además se relacionan con el desarrollo de trombolisis asociado con hiperinsulinemia y el incremento del riesgo cardiovascular [43].
Los mecanismos fisiopatológicos de patologías como la diabetes mellitus tipo II conducen a una resistencia a la insulina y complicaciones vasculares que incluyen una activación de la cascada de la inflamación, disfunción endotelial, y el desequilibrio procoagulante. Sus marcadores biológicos circulantes, entre ellos las moléculas inflamatorias IL-6 e IL-8, por tanto, ofrecen oportunidades para el diagnóstico precoz y los objetivos para nuevos tratamientos. Ambos son importantes mediadores de la reacción inmune en la respuesta inmune innata. Estos biomarcadores son predictores del aumento de la morbilidad en patologías relacionadas con el síndrome metabólico y con eventos cardiovasculares, y útiles para identificar a individuos de alto riesgo, así como tal vez para orientar las intervenciones terapéuticas [44].
1.3.2. MOLÉCULAS DE ADHESIÓN VASCULARES.
En la superficie de la membrana de las células endoteliales se localizan las proteínas CAMs o moléculas de adhesión celular que están implicadas en estos procesos de adhesión, es decir, la unión con otras células o con la matriz extracelular. Un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular se ha asociado con valores elevados de sICAM-1 y sVCAM-1 [45]. El incremento de los valores de las CAMs se asocia además con algunos parámetros metabólicos y marcadores de inflamación [46]. En el estudio ARIC (Atherosclerosis in Risk Communities), las concentraciones de ICAM-1 (molécula de adhesión intercelular tipo 1) predecían eventos coronarios y el desarrollo de aterosclerosis carotídea, y además, se mostraba asociación entre ésta y las concentraciones de E-selectina soluble (sE-selectina) [47].
La E-selectina es una glicoproteína que, a diferencia de ICAM-1 y VCAM-1, se expresa exclusivamente en las células endoteliales activadas y permite un contacto entre las plaquetas y endotelio in vivo en respuesta a citocinas inflamatorias como la IL-1? y/o el TNF-? [48, 49]. Se ha sugerido que valores aumentados de sE-selectina podrían ser marcadores específicos y tempranos de endotelio vascular dañado. De hecho, valores aumentados de sE-selectina pueden inducir la activación endotelial y jugar un papel esencial en el estadio temprano del proceso aterosclerótico [50].
Por otro lado, en estudios recientes, se ha observado que los pacientes infectados por el VIH presentan mayores valores de CAMs en circulación, principalmente en pacientes con alta carga viral y enfermedad avanzada [51].
1.3.3. MARCADORES PLAQUETARIOS
En la formación de la placa de ateroma, las plaquetas activadas ruedan a través de la monocapa endotelial gracias a los complejos que forman las moléculas GPIb? (glicoproteína Ib?) o PSGL-1 (glicoproteína ligando de P-selectina tipo 1) con P-selectina (selectina plaquetaria). A continuación, las plaquetas se adhieren firmemente al endotelio vascular a través de las integrinas ?3, liberan compuestos proinflamatorias (IL-1?, sCD40L), e inducen un fenotipo proaterogénico de las células endoteliales (quimiotaxis, MCP-1; adherencia, ICAM-1).
Posteriormente, las plaquetas adheridas reclutan los leucocitos circulantes y los inmovilizan y provoca en ellos una reacción inflamatoria por las interacciones con sus receptores y activando las vías paracrinas, iniciando así la transmigración de leucocitos. Así, las plaquetas sirven de base para la formación de placa inflamatoria físicamente antes de la oclusión de los vasos por trombosis. (Figura 2)
Figura 2. . Hipotético modelo de la aterogénesis (Adaptado de [52]).
Se han encontrado valores elevados de sP-selectina (selectina plaquetaria soluble) en muchas enfermedades aterotrombóticas [53, 54] así como en eventos cardiovasculares [55]. También se han encontrado valores elevados E-selectina y P-selectina en pacientes infectados con VIH y asociados a una alta replicación viral y peores parámetros inmunológicos [56]. La determinación de la forma soluble de sP-selectina ha sido propuesta como marcador in vivo de la activación plaquetaria [57]. Esta molécula se encuentra en los ?-gránulos de las plaquetas y en los cuerpos de Weibel–Palade en las células endoteliales [58]. Aunque su origen en la circulación es desconocido todavía, las plaquetas parecen ser el origen de las formas circulantes en individuos sanos [59].
Uno de los mecanismos posibles de acción de sP-selectina en enfermedades coronarias tiene como consecuencia la formación de agregados de neutrófilos y plaquetas. sP-selectina interacciona con la molécula PSGL-1 en neutrófilos con la consecuente activación de la molécula Mac-1 (CD11b/CD18) una heparina de unión a integrinas, a través de mecanismos dependientes de Src-quinasas. Esta activación provoca un cambio conformacional en la superficie del neutrófilo, lo que provoca la unión de Mac-1 al fibrinógeno libre [60]. PSGL-1 también se une a P-selectina unida a las plaquetas y a las células endoteliales activando también la unión del fibrinógeno a Mac-1, que a su vez sirve como un puente mediante la unión a la integrina plaquetaria IIbß3 [61] (Figura 3).
Figura 3. Mecanismo de acción de sPselectina en el plasma (Adaptado de [61]).
Otra de las moléculas importantes en la disfunción endotelial situada en las plaquetas y con implicación aterotrombótica es el sistema CD40/CD40L [12, 62]. El complejo formado por CD40 y CD40 ligando (CD40L o CD154), parece ser un importante vínculo entre la inflamación y trombosis [63]. En pacientes con Síndrome Coronario Agudo se ha visto que las plaquetas muestran un incremento de la expresión de CD40L [64] y se ha relacionado también con un exceso de activación plaquetaria en pacientes con fibrilación atrial [65].
CD40L (un tipo de glicoproteína de membrana II de 33-kd) no se expresa en la superficie de plaquetas en reposo. La mayoría de los fragmentos sCD40L se derivan de la plaqueta activada y, por tanto refleja la activación plaquetaria.
En cuestión de segundos, las plaquetas translocan CD40L a la superficie [66], y posteriormente se procesa y se generan moléculas de CD40L (aproximadamente de 18 kd) que se mantiene en forma trimérica. Cuando se expone a las células que expresan CD40-vascular (o las células endoteliales), el sCD40L, induce la expresión de moléculas de adhesión e inflamatorias con la liberación de citocinas y factores procoagulantes [67, 68] (Figura 4).
Figura 4. CD40/sCD40L como marcador plaquetario en la formación de la placa de ateroma (Adaptado de www.hipo-online.de).
1.3.4. MARCADORES METABÓLICOS.
El síndrome metabólico se define como una condición patológica asociada a resistencia a la insulina (RI) e hiperinsulinemia que presenta un alto riesgo de desarrollar diabetes mellitus tipo 2 y enfermedad cardiovascular ateroesclerótica. En ésta patolología es característica la obesidad, hipertensión arterial y una dislipidemia caracterizada por hipertrigliceridemia y valores bajos de colesteriol de HDL (C-HDL). Concretamente, la resistencia a la insulina se asocia significativamente a reconocidos factores de riesgo cardiovascular como la diabetes, la hipertensión arterial, la dislipidemia aterogénica y otros factores relacionados a la disfunción endotelial [69] (Figura 5). El sedentarismo, tabaquismo, algunos medicamentos (diuréticos, betabloqueadores, progestágenos, corticoides) también facilitan la resistencia a la insulina. La obesidad es el principal factor patogénico y más del 80% de los obesos son insulino-resistentes (Figura 5).
La resistencia a la insulina se define como una condición caracterizada por una menor actividad biológica de la hormona que se expresa en sus diferentes acciones metabólicas, siendo la más evidente en el metabolismo de la glucosa. Esto se manifiesta en órganos y tejidos como el hígado, tejido adiposo y muscular y también en el endotelio.
Figura 5. Síndrome metabólico. Patogenia y consecuencias.
El síndrome metabólico caracterizado por resistencia a la insulina y dislipemia provoca una mayor actividad del factor nuclear NF-kB (por disminución de su inhibidor) produciendo una mayor expresión de marcadores de inflamación (IL-6, IL-8, IL1-beta, TNF-alpha, etc.) y disfunción endotelial (sVCAM-1, sICAM-1, sEselectina, etc.) [13]. Además, también hay alteración en los valores de adipocitoquinas como leptina, resistina y adiponectina, de otros marcadores inflamatorios PAI-1, sTNF-Rc, MCP-1, y de proteína C reactiva (PtCR), moléculas que son secretadas por el tejido adiposo y que regulan el metabolismo y el sistema inmune así alteraciones del tono y flujo vascular (menor actividad de la óxido nítrico sintetasa endotelial –eNOS-, aumento de la endotelina-1, IL-6) mayor permeabilidad vascular (aumento de VEGF) y aumento del estrés oxidante (por ejemplo, las LDL) [13]. En concreto, la PtCR sobrerregula la expresión de moléculas de adhesión, estimula la MCP-1 y facilita la captación de LDL por los macrófagos. Además, facilita la apoptosis de las células endoteliales e inhibe la angiogénesis.
La asociación entre la hepatitis C y las enfermedades cardiovasculares es controvertida, pero la infección por VHC se ha asociado con anormalidades metabólicas como la RI y dislipidemia [70]. Estas alteraciones metabólicas podrían dar lugar también a alteraciones cardiovasculares como sucede en pacientes obesos y diabéticos no infectados por el VIH y VHC [13]. Un estudio epidemiológico reciente mostró que los pacientes infectados con VHC tenían tasas más altas de mortalidad por enfermedades cardiovasculares en comparación con los donantes no infectados [71]. Además, la infección por VHC provoca una estimulación crónica del sistema inmunológico que conduce a la producción de citocinas y a una respuesta inflamatoria [72].
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