Estudio del potencial efecto neuroprotector de fitoestrógenos en el ictus isquémico de rata

Abstract

El sistema de los estrógenos es una diana terapéutica relativamente nueva en el tratamiento y/o prevención del ictus. Actualmente no existe un consenso sobre el efecto neuroprotector de los estrógenos, concretamente 17β-estradiol, lo que ha conducido a la búsqueda de alternativas relacionadas. Los fitoestrógenos son un grupo de polifenoles presentes en la dieta humana que poseen similitud estructural con 17β-estradiol, lo que les capacita para unirse a los receptores estrogénicos actuando como agonistas o antagonistas. Las poblaciones orientales soportan una menor incidencia de enfermedades cardiovasculares que las occidentales, hecho que se ha atribuido al consumo elevado de soja, fuente principal de fitoestrógenos del tipo de las isoflavonas. La hipótesis planteada en el presente estudio es “Las isoflavonas contenidas en la soja reducen la gravedad del ictus isquémico, tanto si están presentes como ingredientes dietéticos con anterioridad al ictus, como si se administran en la fase superaguda una vez se ha producido el ictus”. Por tanto, se ha diseñado desde una doble vertiente: la neuroprotección preventiva (ingesta de una dieta rica en isoflavonas) y la neuroprotección aguda (administración de isoflavonas puras en la fase superaguda del ictus). Todos los objetivos planteados incluyen dos variables: el género, animales Wistar macho versus hembra, y la hipertensión, animales normotensos Wistar-Kyoto versus hipertensos (Spontaneously Hipertensive Rats). El modelo experimental utilizado ha sido el de isquemia focal transitoria de 90 minutos seguida de 3 días de reperfusión, por oclusión de la arteria cerebral media mediante la técnica del filamento intraluminal. Para el estudio de la neuroprotección preventiva se alimentó a los animales de forma prolongada con dos dietas, una rica y otra libre de fitoestrógenos, antes de inducirles la isquemia cerebral. Para el estudio de la neuroprotección aguda se administraron intraperitonealmente isoflavonas puras (genisteína, daidzeína o biocanina A) 30 minutos después de la inducción de la isquemia cerebral. Las conclusiones obtenidas son las siguientes: 1.- La presencia de altas concentraciones de isoflavonas en la dieta no impide ni atenúa el desarrollo de hipertensión en ratas SHR, ni modifica la presión arterial en ratas normotensas. Por lo tanto, estos resultados no apoyan la eficacia de la intervención nutricional con isoflavonas en el control de la hipertensión. 2.- La presencia de altas concentraciones de isoflavonas en la dieta no influye en la hemodinámica cerebral y sistémica durante el episodio de isquemia-reperfusión. La implicación es doble: por una parte las isoflavonas no determinan un perfil hemodinámico cerebral durante la isquemia-reperfusión que pudiera considerarse más favorable sobre el posterior daño cerebral; y por otra parte la hipertensión no determina un perfil hemodinámico cerebral durante la isquemia-reperfusión que pudiera considerarse más desfavorable sobre el posterior daño cerebral. 3.- Atendiendo al estado neurológico y al volumen de la lesión (infarto), la dieta formulada con altas concentraciones de isoflavonas confiere neuroprotección en ratas Wistar macho y hembra, pero no en ratas WKY o SHR macho. El reducido volumen de infarto de las ratas WKY cuestiona la idoneidad de esta cepa como control normotenso de la cepa SHR en los estudios sobre la influencia de la hipertensión en el ictus. Ahora bien, si se considera la cepa Wistar como control positivo de la cepa SHR, cabe concluir que las isoflavonas confieren neuroprotección primaria en condiciones de normotensión pero no de hipertensión. 4.- La administración de isoflavonas puras, concretamente genisteína, muestra efecto neuroprotector en ratas Wistar macho y hembra, y por lo tanto deberían tenerse en cuenta como agentes neuroprotectores capaces de limitar el daño cerebral isquémico cuando se administran en la fase aguda del ictus. Esta sugerencia se apoya en los resultados obtenidos en condiciones de normotensión, pero no en condiciones de hipertensión.

Aim. Phytoestrogens are naturally ocurring plant chemicals with estrogen-like structure and/or actions. Since phytoestrogens have been shown to have beneficial effects on the central nervous system, we assessed the hypothesis that: (1) soy-derived isoflavones contained in current laboratory rodent diets improve stroke outcome in normotensive (male and female Wistar rats), hypertensive rats (Spontaneously Hypertensive Rats, SHR) and its normotensive controls Wistar-Kyoto (WKY) rats; and (2) the pure isoflavones daidzein, genistein and biochanin A can mimick such a neuroprotective effect. Methods. (1) To determine the effect of dietary isoflavones, the animals were subdivided in two groups: one fed a soy-based diet and the other with a natural isoflavone-free diet. (2) The acute effects of pure isoflavones were studied by feeding rats with a synthetic isoflavone-free diet. Transient focal cerebral ischemia (90 min.) was induced to all the animals by middle cerebral artery occlusion following the intraluminal thread technique. Cerebro-cortical laser-Doppler flow (cortical perfusion, CP), arterial blood pressure, core temperature, PaO2, PaCO2, pH and glycemia were measured before, during and after MCAO. Animals destined to the study of acute effects of isoflavones received 1-10 mg/kg/day i.p. of daidzein, genistein or biochanin A from 30 min. after ischemia until 3 days reperfusion. At that time neurological examination and cerebral infarct volume were measured. Results. (1) Wistar male and female rats, but not SHR or WKY rats, fed the soy-based diet had a better neurological status and lower infarcts volumes than rats fed the isoflavone-free diet. Consumption of dietary isoflavones did not modify arterial blood pressure either in normotensive or in hypertensive rats. (2) Acute treatment with genistein 1 mg/kg/day reduced the mean total infarct volume and improved the neurological score in Wistar male and female rats, but not in SHR or WKY rats. Conclusion. Our results lend support to the neuroprotective effect of both dietary (preventive neuroprotection) and pure isoflavones (pharmacological neuroprotection) in ischemic stroke.