Introducción al "Laboratorio Virtual"
Se hará un laboratorio estudiando la Presión Arterial (PA) en experimentos tradicionales, pero de una forma virtual. Después de anestesiar al animal, por inyeción EV de pentobarbital, se cateterizan la vena femoral y arteria femoral, para la administración de fármacos y registro de la PA, respectivamente.
Se construyó una serie de registros que se presentarán a lo largo de esta introducción. Se monitorió la frecuencia cardíaca (registro superior), calibrándose la escala de 60-180 latidos/min La escala de presión arterial fue calibrada entre 0-200 mm/Hg
Es importante entender que los reflejos autónomos responden a cambios en la PA. Estos reflejos pueden alterar significativamente la respuesta a los fármacos inyectados, como se demostrará.
La administración EV de adrenalina (ADR) produce un brusco incremento en la PA y presión de pulso. El aumento de de la PA es producido, principalmente, por efecto de la ADR en los receptores a1-adrenérgicos en la musculatura lisa vascular. Existe tembién, a nivel cardíaco, un efecto inótropo positivo mediado por receptores b1-adrenérgicos. Sin embargo, el efecto cronótropo positivo de la ADR, es enmascarado por un reflejo bradicardizante. Este último es gatillado por el aumento de la PA y es mediado principalmente por un aumento del tono vagal, liberando acetilcolina (ACh) a nivel supraventricular, incluyendo el nódulo sinusal. Mientras la frecuencia cardíaca disminuye, esta se torna un tanto irregular. Esto es típico cuando por un lado la ADR intenta aumentar la frecuancia cardíaca por acción directa en el corazón y la ACh, a través del vago, a bajarla. Observe también que la presión diastólica no aumenta significativamente por acción de la ADR, lo que es en parte debido a que el reflejo bradicardizante provee un mayor tiempo para el flujo diastólico anterógrado de la sangre. Tambié existe, en forma subyacente, una vasodilatación en algunos lechos vasculares por acción de la ADR en receptores b2-adrenérgicos. Una respuesta presora típica, como aquí se muestra, se produce cuando se administra en forma rápida un bolo EV, como de hecho ha ocurrido en esta situación. Esto es diferente de la respuesta clásica cuando en humanos se administra por infusión lenta.
La inyección EV de ACh provoca una caída de la PA. Esta respuesta es de corta duración debido a la rápida hidrólisis de la ACh por medio de las acetilcolinoesterasas. La caída de la presión es mediadada, principalmente por la activación de receptores muscarínicos en las células endoteliales que aumentan la producción de óxido nítrico (NO). Este NO aumenta, a este nivel, la actividad de la guanilato ciclasa, siendo el aumento transitoro de GMP el que promueve la vasodilatación.
La administración de ACh va acompañada de una taquicardia refleja, mediada por una disminución de la actividad vagal y un aumento de la actividad simpática, todo como consecuencia de la caída de la PA. La tendencia de la ACh de provocar una bradicardia por acción en el nódulo sinusal, es enmascarada así por la acción refleja antes mencionada.
Exiten numerosos mecanismos por los cuales se puede interrumpir el reflejo baroreceptor parasimpático.Uno de ellos está relacionado con el uso de Atropina u otro antagonista muscarínico. La inyección de este agente produce un aumento regular de la frecuencia cardíaca, lo que demuestra que existe un tono vagal en el animal de experimentación. La pequeña disminución de la presión de pulso tal vez se relacione con este aumento de la frecuencia cardíaca, por ejemplo, disminuyendo el llene ventricular diastólico. Practicamente no existe inhibición de la función del músculo ventricular por ACh. Ud. debe ser capaz de explicar porqué no aumenta la presión arterial después de la inyección de atropina.
Cuando de inyecta ADR después de atropina, desaparece el reflejo bradicardizante y la ADR produce su efecto cronótropo positivo esperado La respuesta presora permanece y en cierto grado aumenta, particularmente la presión diastólica (menos tiempo para el flujo diastólico anterógrado a mayor frecuencia cardíaca).
La administración EV de ACh (5 µg/kg, que es la misma dosis antes administrada) no produce respuesta si previamente se ha administrado Atropìna. Esto es debido a que la Atropina ha bloqueado los receptores muscarínicos. Observe que no hay aumento de la frecuencia cardíaca, mostrando que el aumento observado con ACh sóla depende del reflejo taquicardizante.
La administración de una dosis 100 veces superior a la anterior, 500 µg/kg, segunda flecha, produce una caída transitoria de la PA, probablemente por desplazamiento de la Atropina de los receptores muscarínicos por la alta dosis administrada. Sin embargo, la principal respuesta es un aumento tanto de la presión arterial como de la frecuencia cardíaca. Esto es debido a que la ACh activa los receptores nicotínicos en los ganglios simpáticos y médula adrenal. Esto da como resultado una activación de las fibras postganglionares que inervan los vasos y el corazón. Estas fibras liberan noradrenalina (NOR), los vasos se contraen por acción de la NOR en receptores a-adrenérgicos, y aumenta la frecuencia y fuerza de contracción cardíaca por interacción de la NOR con receptores b1-adrenérgicos. La ADR y NOR liberada de la médula adrenal ejerce igual respuesta en los receptores ya mencionados.
Ud. deberá ser capaz de diagramar los receptores y vías comprometidas en la respuesta nicotínica de la ACh y sugerir, al menos cuatro formas, como prevenir, farmacologicamente, la respuesta sobre la presión de la ACh en presencia de atropina. Note que la alta dosis de ACh administrada, en esta experiencia, podría haber sido letal en ausencia de atropina. Sugiera una aplicación práctica de esta última información. ¿ Por cual tipo de receptores presentaría mayor afinidad la acetilcolina?
La ADR es un agonista que actua tanto en receptores a como b-adrenérgico. Después de la administración de fenoxibenzamina (FBA) se bloquearán los receptores a-adrenérgicos ( atropina aún presente). En tales condiciones la administración EV de ADR produce una caída de la presión arterial, mediada por la activación de receptores b2-adrenérgicos localizados en ciertos lechos vasculares. En ausencia del bloqueador a-adrenérgico, la vasodilatación está presente, pero la vasoconstricción mediada por la activación de receptores a-adrenérgicos es tan prominente que la vasodilatación (b2-adrenérgica) se enmascara. Así, cuando se inyecta un bolo de ADR normalmente se produce una respuesta presora, pero cuando en el animal se bloquean previamente los receptores a-adrenérgicos, la ADR produce una caída de la presión arterial. Esta modificación cualitativa de la presión arterial como respuesta a la administración de ADR se conoce como "inversión de la respuesta de la adrenalina".
En presencis de FBA + atropina, la ADR provoca un marcado aumento de la frecuencia cardíaca. Esto es consecuencia de un reflejo taquicardizante en respuesta a la caída de la presión arterial, a la activación de receptores b1-adrenérgicos cardíacos en el nódulo sinusal y bloqueo de receptores a2-adrenérgico presinápticos, que en este último, caso favorece la liberación de NOR del terminal nervioso.
Uno de los mayores logros de la farmacología ha sido la capacidad de distinguir entre diferentes tipos de receptores, cercanamente relacionados. Este registro muestra el efecto de la administración EV de ADR después de la administración de FBA + atropina+ practolol. El practolol es un bloqueador selectivo de los receptores b1-adrenérgico. Se previene así la acción de la ADR en el corazón pero no en algunos lechos vasculares. La administración de ADR en estas condiciones experimentales se traduce en una caída de la presión arterial y no se observa taquicardia. Tanto el efecto directo de la ADR sobre el corazón así como el componente reflejo, se encuentran bloqueados.
Sugiera un fármaco que prevenga la caída de la presión arteial en estas condiciones experimentales.
Hemos visto que los reflejos de los baroreceptores pueden ejercer efectos significativos en las respuestas de fármacos. Para simplificar las cosas para un laboratorio de enseñanza /aprendizaje, es común para realizar vagotomía bilateral. Esto impide la bradicardia refleja sin bloqueador los receptores farmacológicos . En el resto del laboratorio virtual se le presentarán a usted SIMULACIONES de presión sanguínea en un ' animal vagotomizedo '. Se le presentarán respuestas para 13 diferentes fármacos o procedimientos.
En este laboratorio virtual se le mostrarán SIMULACIONES de respuestas de PA para una variedad de diferentes fármacos experimentales o procedimientos. En esta y otras figuras, la presión sanguínea arterial es graficada como una función de tiempo (segundos). Así, la figura presenta una PA registrada durante 5 min. La banda oscura muestra la presión de pulso (sistólica / diastólica). En este período de tiempo, no son visibles pulsos arteriales individuales. El ejemplo mostrado es una respuesta para la inyección EV de adrenalina (ADR) en 30 segundos. Se observa una rápida y corta respuesta presora (PA aumentada) . Se asume que las dosis apropiadas del fármaco son administradas en cada caso. Las dosis más pequeñas darían respuestas más pequeñas, y las dosis mayores darían respuestas mayores; dentro de cierto límites.
Se ha hechoun corte abajo en el cuello para la posible colocación de un tubo del endotraqueal. Esto se usaría para ayudar respiración, si necesario. Además, las arterias carótidas se han aisladas bilateralmente. Suturas sueltas están colocadas alrededor de ambas arterias carótidas. Más tarde estas suturas serán usadas (por suave estiramiento) para " detener" la presión arterial hacia los barorreceptores del seno carotídeo (oclusión carótida, OC). Cerca de las arterias carótideas se encuentra el nervio vago el que es cortado con una sutura permaneciendo la parte distál de él. Esto permite estimular eléctricamente el nervio vago que va al corazón (estimulación vagal, EsV). Los fármacos y procedimientos usados en el laboratorio virtual están diseñados para ilustrar ciertos aspectos fundamentales del sistema nervioso autónomo y del cardiovascular. Incluyen drogas que no son usadas en humanos (por ejemplo, DMPP), e incluyen procedimientos (la vagotomía bilateral, por ejemplo) que no puede ser justificada en humanos pero que ayuda para clarificar y simplificar las experiencia, por ejemplo, previniendo el reflejo taquicardizante en respuesta a un efecto presor ejercido por determinados fármacos
En cuál usted administra 13 fármacos estándares o procedimientos a un perro que no tiene pretratamiento excepto la anestesia y la vagotomía. Aprenda las respuestas a estos procedimientos y drogas estándares. Imagínese donde ocurre la interacción fármaco /receptor inicial y si la respuesta depende de pasos intermediarios, como, por ejemplo, la activación de un ganglio y la conducción de un impulso para un terminal nervioso con liberación de un neurotransmisor y la interacción de este transmisor con su receptor. Asegúrese que usted entiende las respuestas para las fármacos experimentales estándares o los procedimientos, antes de que usted vaya a los experimentos con pretratamiento.
En cuál usted utiliza a una serie de perros que han sido anestesiados, vagotomizados y/o tratados previamente con un fármaco(s) que pueden modificar las respuestas para los fármacos experimentales estándar o procedimientos empleados. Debido a que usted está familiarizado con ellos, los cambios agudos en la presión sanguínea (el incremento, la disminución o ningún cambio) observados en el experiemento control , están ya resumidos en una tabla. Al lado de estos, son mostrado los cambios agudos en la presión sanguínea causada por los mismos fármacos estándar o los procedimientos, en un animal pretratado con el fármaco o los fármacos listados en la parte superior de la columna. Cada experimento de pretratamiento usa a un perro diferente. Se da por supuesto que los fármacos de pretratamiento son usadas en dosis al menos adecuadas para producir como respuesta sus efectos farmacológicos más característicos.
Se da también por supuesto que todos las fármacos de pretratamiento actúan a todo lo largo del experimento. La mejor forma de notar esto es observar cuando la respuesta de un animal pretratado difiere de la respuesta de un animal de control. Luego basado en el sitio y el mecanismo del fármaco de pretratamiento, discuta donde y cómo el pretratamiento modifica las respuestas. Cuando usted responda esto, estará listo para a ver si usted realmente lo entendió realizando una auto-evaluación.
En cuál usted utiliza a una serie de perros que han anestesiados, vagotomizados y pretratados fármaco(s) DESCONOCIDO(S) que pueden modificar las respuestas para los fármacos experimentales estándar o los procedimientos empleados. Los cambios agudos en la presión sanguínea (el incremento, la disminución o ningún cambio) observados en el experimento control, están resumidos en una tabla. Al lado de estos, se muestran los cambios agudos en la presión sanguínea causados por las mismos fármacos estándar o los procedimientos en un animal pretratado con el o los farmacos DESCONOCIDO(S). Cada experimento de auto-evaluación usa a un perro diferente. Se dan por supuesto que los fármacos empleados en el pretratamiento son usados en las dosis s adecuadas para producir los efectos farmacológicos más característicos. Dé también por supuesto que todos los fármacos de pretratamiento actúan a lo largo de todo el experimento. De la misma forma como se mencionó anteriormente, observe donde la la respuesta del animal pretratado difiere de la del control. Luego basado en el patrón de las respuestas de presión sanguínea en el animal pretratado con el fármaco(s) DESCONOCIDO , y a partir de las posibles elecciones ofrecidas, seleccione el número mínimo de fármacos de pretratamiento (s) requeridos para la respuesta observada. Si usted puede hacer esto, usted tendrá una buena imagen mental de los sitios y los mecanismos de acción de los fármacos que afectan el sistema autonómico y el cardiovascular