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Archivos de la Sociedad Española de Oftalmología
versão impressa ISSN 0365-6691
Arch Soc Esp Oftalmol vol.78 no.9 Set. 2003
ARTÍCULO ORIGINAL
CONCENTRACIÓN DE GLUTÁMICO EN EL VÍTREO DE
DIABÉTICOS
GLUTAMATE CONCENTRATION IN DIABETIC VITREOUS
ASENSIO SÁNCHEZ VM1, CORRAL AZOR A1, AGUIRRE ARAGÓN B1, DE PAZ GARCÍA M2
| RESUMEN Objetivo: Investigar la hipótesis de que la muerte de las células ganglionares de la retina en la retinopatía diabética está influenciada por un fenómeno de excitotoxicidad secundario a un aumento en la concentración de glutámico en el vítreo. Palabras clave: Retinopatía diabética, glutámico, vítreo, concentración. | SUMMARY Purpose: To investigate the hypothesis that the death of retinal ganglion cells in diabetic retinopathy involves excitotoxic effects from elevated concentrations of vitreal glutamate. Key words: Diabetic retinopathy, glutamate, vitreous, concentration. |
Recibido:16/12/02. Aceptado: 12/9/03.
Hospital General del Sacyl. Medina del Campo. Valladolid. España..
1 Doctor en Medicina.
2 Licenciado en Medicina.
Correspondencia:
V.M. Asensio Sánchez
Servicio de Oftalmología
Hospital del Servicio Castellano-Leonés de Salud
Medina del Campo (Valladolid)
España
INTRODUCCIÓN
La retinopatía diabética es la complicación más frecuente de la diabetes, y hoy es la primera causa de ceguera legal en pacientes de menos de 65 años (1,2). Ambati et al (3) demostraron como en el vítreo de pacientes con retinopatía diabética proliferante había una elevación de la concentración de ácido glutámico significativamente más elevada que en el grupo control. El glutámico es un aminoácido que se comporta como neurotransmisor, siendo el neurotransmisor estimulador fundamental del sistema nervioso central (SNC) y por tanto, de la retina, especialmente a nivel de los fotorreceptores, células bipolares y ganglionares; pero si el glutámico es fundamental en el mantenimiento de los impulsos neuronales, un exceso puede causar muerte celular (excitotoxicidad) (4). Existen trabajos que muestran una elevación de los niveles de glutámico en el vítreo de ojos isquémicos, glaucomatosos y en el vítreo de pacientes con retinopatía diabética (3-7), sugiriendo un papel activo del glutámico en la patología del nervio óptico y de la retina. Igualmente se ha sugerido que este aminoácido es el principal mecanismo de isquemia neuronal en el SNC (4).
Por el creciente interés de la función del ácido glutámico en la progresión de la retinopatía diabética con estimulación de la apoptosis de las células ganglionares, este estudio tiene por objetivo determinar los niveles de glutámico en el vítreo de pacientes con retinopatía diabética, que pudieran justificar la hipótesis de muerte ganglionar por excitotoxicidad.
MATERIAL, PACIENTES Y MÉTODO
Se recogió el vítreo de 78 pacientes (78 ojos) con retinopatía diabética proliferante (RDP) en diferentes estadios (tabla I), en los que se realizó una vitrectomía por pars plana. Los pacientes se clasificaron en dos grupos: grupo A: pacientes con retinopatía diabética proliferante (RDP, n= 42), grupo B: si a la RDP se asociaba edema macular (n=36). El criterio de selección eliminaba los pacientes con vitrectomía previa, cirugía intraocular, hipertensión ocular, glaucoma y procesos vasculares intraoculares no relacionados con diabetes. También se desecharon 3 muestras con sangrado pertenecientes las tres a pacientes del grupo A, por lo que el análisis de este grupo se realizó con 39 casos.
Después de realizar las esclerotomías y de poner la cánula de infusión, se introdujo el vitreotomo en el vítreo central, obteniéndose una muestra no diluida entre 0,3-0,5 mL en una jeringa, procediéndose después a abrir la infusión y realizar la vitrectomía.
Las muestras se enviaron al laboratorio de bioquímica donde se congelaron a –80ºC hasta el análisis. El procesamiento se ha publicado previamente (8). El estudio del glutámico y otros 18 aminoácidos se realizó mediante cromatografía líquida de alta resolución (derivatización OPA. Amino Acid Analyzer, Beckman Instruments, Palo Alto, Calif) y fue expresado en mcmol/L.
El grupo control establecido ha sido objeto de otra publicación (8).
El estudio estadístico:
Se realizó una comparación entre la concentración de glutámico en el grupo de diabéticos y el grupo control usando un análisis lineal de varianza y de regresión. P < 0,05, con un ajuste apropiado por test múltiples, se consideró estadísticamente significativo.
RESULTADO
De los 39 pacientes con RDP (grupo A) 26 tenían RDP sin características de alto riesgo y 13 tenían características de alto riesgo. En el grupo B los 36 pacientes tenían RDP sin características de alto riesgo.
La concentración media de glutámico en el vítreo de los pacientes diabéticos del grupo A fue de 3,9 DE 4,5 mcmol/L, concentración semejante a la del grupo control con 3,8 DE 5,1 mcmol/L (p = 0,8). Además, la concentración media del resto de los aminoácidos estudiados no fue estadísticamente diferente a la concentración obtenida en el vítreo del grupo control (tabla II). La glutamina + histidina es el aminoácido más abundante en el vítreo de los pacientes del grupo A con una concentración de 865,1 DE 60,3 mcmol/L frente a 851,1 DE 74,2 mcmol/L del grupo control (p = 0,54). La concentración de aminoácidos en vítreo se mantuvo constante independientemente de la gravedad del proceso (p>0,05).
En los pacientes con RDP y edema macular (pacientes del grupo B) la concentración de glutámico en vítreo fue de 3,6 DE 4,9 mcmol/L, concentración superponible a los pacientes con retinopatía diabética proliferante sin edema macular (grupo A) (p = 0,8). Tampoco hubo diferencias en la concentración vítrea del resto de aminoácidos entre los pacientes del grupo A y los del grupo B (p = 0,55) (ver tabla II).
DISCUSIÓN
La retinopatía diabética es la complicación más frecuente de la diabetes mellitus, afectando al 90% de los diabéticos con más de un 5% de casos de ceguera legal (1), siendo la retinopatía diabética proliferante la primera causa de ceguera en adultos jóvenes en los países occidentales (2); hay pruebas evidentes de que la severidad y rapidez en el comienzo de la retinopatía diabética está influenciada por factores genéticos (9-11). En los diabéticos el cambio patológico más precoz, es un aumento del flujo circulatorio retiniano aparecen después los cambios histológicos evidenciables (9,12): pérdida de pericitos, engrosamiento de la membrana basal, pérdida de células endoteliales y oclusión de los capilares retinianos, con la consiguiente hipoxia y neovascularización de la retina: en este escenario la visión normal, e incluso útil, es imposible.
Las alteraciones microvasculares en la retina del diabético se han estudiado mucho, pero poco se sabe de los cambios que se producen en las neuronas retinianas; Barber et al (1) demostraron que la degeneración neurorretiniana (glial y neuronas) ocurre de forma precoz en el curso de la diabetes y es considerada un componente de primer orden en la patología de la retinopatía diabética, además la muerte neuronal ocurre por apoptosis (1,13). El vítreo del diabético es especial (14) con una concentración 20 veces mayor de productos finales de la glicoxilación (glicoxilación no enzimática) en comparación del vítreo de un control, favoreciendo la progresión de la retinopatía diabética, ya que los cambios glicoxilativos en la interfase vítreo-retiniana estimulan la migración celular y la proliferación desde la retina al cortex vítreo.
El ácido glutámico es el neurotransmisor excitador fundamental del sistema nervioso central, recientemente se ha concedido gran importancia al glutámico como mediador de procesos isquémicos en la retina y en el nervio óptico (5-7,15). Estudios de microdiálisis han demostrado que las elevaciones de glutámico en vítreo reflejan las elevaciones del mismo en el espacio extracelular de la retina. Igualmente, el bloqueo de los receptores del glutámico (NMDA= N-methyl-D-aspatate) confiere protección a la retina en fenómenos isquémicos y en presencia de células de Müller el glutámico es retirado eficientemente (16). En los procesos isquémicos agudos se produce un aumento del glutámico en vítreo que induce una modificación histológica, mayor cuanto más largo sea el proceso de isquemia-reperfusión (4), en los procesos de isquemia crónica el aumento de glutámico induce una alteración de las células ganglionares de la retina con una reducción del 42%; por tanto este aminoácido es tóxico para las células retinianas, aumentando su estrés oxidativo (17). Estudios en experimentación humana y animal (3,17) demuestran un incremento en la concentración de glutámico en el vítreo de retinas diabéticas y este aumento no es sino expresión de una elevación en la concentración de este aminoácido en la retina.
En este trabajo se ha determinado la concentración vítrea del glutámico y del resto de aminoácidos en el vítreo de 39 diabéticos con retinopatía proliferante y de otros 36 diabéticos con retinopatía proliferante y edema macular y se compararon, utilizando el mismo método de recogida y analítico, con las concentraciones obtenidas previamente en un grupo control (8). No se han obtenido diferencias significativas en la concentración de glutámico y del resto de los aminoácidos entre los ojos normales y los ojos con retinopatía diabética proliferante con o sin edema macular. La concentración de glutámico en el vítreo de los pacientes del grupoA es de 3,9 DE 4,5 mcmol/L y la de los pacientes del grupo B es 3,6 DE 4,9 mcmol/L, concentraciones semejantes a la del grupo control con 3,8 DE 5,1 mcmol/L. El presente estudio muestra un marcado contraste con los resultados de Ambati et al (3) que encontraron una elevación de glutámico en el vítreo de pacientes con retinopatía diabética proliferante de 24,7 DE 14,0 micromol/L frente a 9,1 DE 5,1 micromol/L en un grupo control, por lo que con esto se reforzó su hipótesis de salida, que a la destrucción de las células ganglionares en la RDP contribuye la excitotoxicidad del ácido glutámico. La disparidad entre los resultados de Ambati et al (3) y los nuestros es muy difícil de explicar, una mala manipulación de las muestras durante la recogida y transporte puede producir aumento del glutámico a partir de la asparagina y de la glutamina, pero es improbable que esto sucediera.
La excitotoxicidad del glutámico es mediada, fundamentalmente, por una sobreestimulación de los receptores NMDA del glutámico, que producen un aumento del calcio intracelular y activan los mecanismos de apoptosis o necrosis celular, según la concentración de glutámico (5,18-21). Los receptores no-NMDA pueden tener cierto papel en la toxicidad del glutámico (18-21).
El origen del glutámico vítreo en estos casos permanece desconocido, aunque este aminoácido es sintetizado y liberado por todas las células de la retina (5) y su concentración en el vítreo parece responder a alteración en el metabolismo del glutámico en la retina. Interesantemente en los diferentes grados de retinopatía diabética se encontraron concentraciones de aminoácidos superponibles, no influyendo lo evolucionado del caso. A pesar de que en este estudio no se ha podido corroborar un aumento del glutámico en vítreo en la retinopatía diabética con respecto al grupo control, esto no elimina la acción excitotóxica del ácido glutámico sobre las células ganglionares de la retina. El ácido glutámico es retirado del vítreo por las células de Müller (15,16) a través de unas proteínas transportadoras (EEAT1 o GLAST), y dentro de estas células es convertido fundamentalmente en glutamina, a partir de la que nuevamente se sintetiza glutámico, cerrándose así el ciclo metabólico; Carter-Dawson et al (22) en glaucomas demostraron mediante inmunohistoquímica, un incremento significativo en las células de Müller de la inmunorreactividad a la glutamina. Un aumento en el contenido de estas proteínas transportadoras en las retinas de diabéticos como reacción a un incremento del glutámico extracelular, aumentaría su recaptación y metabolismo, abriéndose así una posible vía de investigación en la patogenia de la retinopatía diabética.
En conclusión, con el resultado de este estudio se demuestra que en el vítreo de diabéticos no hay glutámico a concentraciones tóxicas para las neuronas y glia retiniana, lo que no significa una acción tóxica del glutámico intracelular por aumento de la recaptación. Los aminoácidos implicados en la patogenia de enfermedades neurológicas, neuro-oftalmológicas y oftalmológicas, son los de menor concentración en el vítreo de pacientes diabéticos.
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