ES2304521T3 - Dicloroacetato en combinacion con farmacos cardioprotectores o hemodinamicos. - Google Patents

Dicloroacetato en combinacion con farmacos cardioprotectores o hemodinamicos. Download PDF

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Abstract

Utilización del DCA para la preparación de una composición farmacéutica destinada a paliar los efectos secundarios negativos de un fármaco cardioprotector o hemodinámico administrado a un sujeto en necesidad de un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que la cantidad de dicho fármaco que ha de administrarse es superior a la cantidad administrada en la práctica clínica normal de dicho fármaco solo de manera que dicho fármaco alcanza una concentración en el suero en el sujeto superior a la que se alcanzaría en la práctica clínica normal, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico se selecciona de entre el grupo constituido por los inhibidores de Na+ /K+ ATPasa, los bloqueadores del canal del calcio, los agonistas beta1-adrenorreceptores y los antagonistas beta1-adrenorreceptores.

Description

Dicloroacetato en combinación con fármacos cardioprotectores o hemodinámicos.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de las enfermedades cardiovasculares y más específicamente, al tratamiento de la disfunción cardiaca con fármacos cardioprotectores o hemodinámicos.
Antecedentes de la invención
El corazón puede utilizar una variedad de sustratos energéticos con el fin de cumplir sus demandas sumamente elevadas de energía. Los principales combustibles implicados en el mantenimiento de la función cardiaca son la glucosa, el lactato y los ácidos grasos. En condiciones fisiológicas normales, se produce un equilibrio entre la utilización de ácidos grasos y carbohidratos, dependiendo en gran medida del aporte de ambos sustratos. En situaciones en las que las concentraciones de ácido graso en el plasma son elevadas, tales como la diabetes mellitas o durante un infarto de miocardio, la oxidación de la glucosa del miocardio disminuye drásticamente y los ácidos grasos se convierten en el sustrato oxidativo dominante. Los datos experimentales y clínicos han demostrado que el aumento de la oxidación del ácido graso produce un aumento de la lesión isquémica. Se han desarrollado terapias para la cardiopatía isquémica, que modulan el metabolismo del miocardio. Uno de dichos moduladores metabólicos es el dicloroacetato (DCA).
El DCA es el prototipo de una clase de compuestos conocidos como "activadores directos del complejo piruvato-deshidrogenasa" o activadores de PDH. La PDH convierte el piruvato en acetil CoA en el que a continuación se introduce en el ciclo TCA en los mitocondrias. La PDH cinasa se fosforila e inactiva a PDH. El DCA estimula al complejo PDH, inhibiendo los efectos reguladores negativos de la PDH cinasa. Como resultado, aumenta la oxidación de la glucosa y del lactato y aumenta la acetil CoA mitocondrial derivada del carbohidrato. La oxidación de la glucosa aumenta por consiguiente a expensas de los ácidos grasos (Lopaschuk G.D., et al. J. Pharmacol. Exp. Ther. 264: 135-144 (1993); Lopaschuk, G.D., et al. Biochim. Biophys Acta. 1213:263-276 (1994); Allard M.F., et al., Am. J. Physiol. 267:H742-H750 (1994)) mediante la inhibición tanto de la \beta-oxidación como de la acil graso-transposición mediada CPT-1. Siguiendo su descripción como regulador de actividad de PDH en el corazón perfundido aislado, se demostró posteriormente que el DCA reduce el consumo del oxígeno miocárdico en perros a tórax cerrado y reducen los indicadores del estrés isquémico durante las oclusiones coronarias breves a tórax abierto en el mismo modelo. (Mjos O.D. et al. Cardiovasc. Res. 10:427-436 (1976)). En estudios en adultos, se ha demostrado que la administración de DCA estimula de manera significativa a PDC en el músculo cardiaco, lo que sugiere fuertemente que aumenta la oxidación de la glucosa (Thannkikkotu B., et al. (CABG), Can. J. Cardiol. 10: 130C(1994)). En un proyecto piloto en el que se administró DCA a pacientes pediátricos, se ha observado un descenso significativo en los requisitos para inótropos en un periodo posoperativo inmediato (Collins-Nakai R. et al. Can. J. Cardiol. 11:106E (1995)).
Actualmente se están utilizando muchos agentes farmacológicos para tratar una amplia variedad de trastornos cardiovasculares. Algunas de las clases de compuestos que han tenido la mayor parte del éxito son los glucósidos digitales, inótropos, \beta-bloqueadores y bloqueadores del canal del calcio. Un ejemplo de un glucósido cardiaco es la digoxina. La digoxina produce una inhibición reversible de la (Na^{+} + K^{+})-ATPasa unida a la membrana miocárdica. La acumulación intracelular de Na^{+} (y la disminución del K^{+}) intracelular estimula la entrada de Ca^{2+} en la célula. La liberación posterior de Ca^{2+} del retículo sarcoplásmico produce un efecto inótropo positivo, la acción terapéutica principal. Una clase de compuestos con acciones similares (es decir, que alteran la entrada del Ca^{2+}) son los bloqueadores del canal del calcio (bloqueador de entrada del calcio o antagonistas del calcio). Cuando se aplica un estímulo eficaz a una célula muscular el resultado es un influjo de Ca^{2+}, que a su vez desencadena los episodios intracelulares que conducen a la contracción muscular.
Varios tipos diferentes de antagonista, tal como diltiazem pueden bloquear esta secuencia de etapas dependientes del Ca^{2+}. En el caso de la angina inestable, por ejemplo, se ha demostrado que diltiazem es un tratamiento eficaz, posiblemente debido a la supresión del vasoespasmo coronario. Otra clase de compuestos que alteran el influjo de Ca^{2+} son los agonistas \beta_{1}-adrenorreceptores (catecolamina). Cuando los \beta-receptores son estimulados por una catecolamina, tal como la dobutamina, reaccionan con una proteína (G_{s}) reguladora que se une a la guanina-nucleótido estimulante presente en la membrana celular. G_{S} se une al trifosfato de guanosina (GTP) para formar un complejo que estimula la actividad de la adenilato ciclasa y cataliza la formación de AMP cíclico intracelular. El AMP cíclico se combina con una proteína cinasa que cataliza la fosforilación de enzimas específicas, cuyo resultado final son concentraciones elevadas de Ca^{2+} en las células cardiacas y otras. La dobutamina tiene un efecto inótropo positivo sobre el corazón mediante la estimulación de \beta-receptores. En estudios clínicos, la acción de la dobutamina en el corazón es única porque aumenta la fuerza de contracción sin aumentar significativamente la frecuencia cardiaca.
Un antagonista selectivo de los \beta_{1}-adrenorreceptores es el metoprolol. Son muy utilizados los antagonistas \beta_{1}-adrenorreceptores en el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, por ejemplo, hipertensión, angina de tórax, arritmias cardiacas y en la prevención secundaria del infarto de miocardio y con frecuencia la muerte en pacientes con trombosis coronaria. Se ha utilizado metoprolol en la profilaxis de la angina de tórax y en el tratamiento de la hipertensión. Además, se ha demostrado la capacidad de los agentes metabólicos para funcionar en presencia de estos agentes farmacológicos beneficiosos (Cross, H. R., Exp. Opin. Pharmacother. 2:857-875 (2001)).
Las terapias actuales concebidas para mejorar la función contráctil con frecuencia implican la utilización de inótropos tales como calcio, dopamina, epinefrina, efedrina, fenilefrina y dobutamina. Aunque se ha demostrado que agentes tales como la dobutamina aumentan el trabajo cardiaco, se ha demostrado también que aumentan el consumo de oxígeno cardiaco y por consiguiente no mejoran la eficacia mecánica global (Bersin, R. M., et al. JACC 23(7):1617-1624 (1994)), particularmente ya que estos pacientes que requieren los fármacos están generalmente en situaciones de flujo o circulación sanguínea reducida que conducen a una disponibilidad reducida del oxígeno al medio cardiaco. El potencial para inótropos o fármacos con efecto inótropo para aumentar el consumo de oxígeno en mayor medida que la función contráctil se ha denominado efecto de desperdicio de oxígeno (Chandler, B. M. et al., Circ. Res. 22:729-735 (1968); Suga H. et al., Circ. Res. 53:306-318 (1983)). Los fármacos inótropos están también supuestamente asociados a aumentos en la concentración del calcio intracelular y en la frecuencia cardiaca, lo que puede ser también potencialmente perjudicial, especialmente en corazones con el equilibrio energético alterado (Hasenfuss, G. et al. 94:3155-3160 (1996)).
Sumario de la invención
La presente invención proporciona una utilización como la definida en las reivindicaciones adjuntas. Consiste en paliar los efectos secundarios negativos de una concentración de suero de un fármaco cardioprotector o hemodinámico superior a la del que se utiliza en las prácticas clínicas normales; mediante la administración de DCA antes, a la vez que o después de la administración del fármaco cardioprotector o hemodinámico.
Según un aspecto preferido de la presente invención, la paliación de los efectos secundarios negativos procede de los efectos metabólicos del DCA administrado antes, a la vez o después de la administración del fármaco cardioprotector o hemodinámico.
En la presente memoria se describen los efectos metabólicos de DCA administrado antes, a la vez que o después de la administración del fármaco cardioprotector o hemodinámico para incluir un aumento en el metabolismo de la glucosa.
La composición preparada según la invención puede utilizarse en pacientes necesitados del tratamiento sin aumento sustancial de los efectos secundarios en comparación con la utilización del fármaco cardioprotector o hemodinámico sólo a las concentraciones utilizadas en la práctica clínica normal.
La composición puede estar en forma farmacéutica unitaria de DCA con un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa.
Preferentemente, el inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa es la digoxina.
Preferentemente, la digoxina alcanza una concentración en el suero superior a 2,5 nM.
Preferentemente, la digoxina alcanza una concentración en el suero entre 2,5 nM y 10,0 nM.
La composición puede estar en forma farmacéutica unitaria de DCA con un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un bloqueador del canal del calcio.
Preferentemente el bloqueador del canal del calcio es el diltiazem.
Preferentemente, el diltiazem alcanza una concentración en suero superior a 0,5 \muM.
Preferentemente, el diltiazem alcanza una concentración en suero entre 0,5 \muM y 5,0 \muM.
La composición puede estar en forma farmacéutica unitaria de DCA con un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un agonista \beta_{1}-adrenorreceptor.
Preferentemente el agonista \beta_{1}-adrenorreceptor es la dobutamina.
Preferentemente, la dobutamina alcanza una concentración en el suero superior a 0,6 \muM.
Preferentemente, la dobutamina alcanza una concentración en suero entre 0,6 \muM y 5,0 \muM.
La composición puede estar en forma farmacéutica unitaria de DCA con un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un agonista \beta_{1}-adrenorreceptor.
Preferentemente el agonista \beta_{1}-adrenorreceptor es el metoprolol.
Preferentemente, el metoprolol alcanza una concentración en el suero superior a 0,4 \muM.
Preferentemente, el metoprolol alcanza una concentración en suero entre 0,4 \muM y 5,0 \muM.
El fármaco cardioprotector o hemodinámico puede disminuir la frecuencia cardiaca, disminuye la arritmia, disminuye el vasoespasmo, disminuye la oxidación de los ácidos grasos, aumenta la fuerza contráctil o aumenta el flujo sanguíneo coronario.
El fármaco cardioprotector o hemodinámico alcanza una concentración en el suero superior a la que se utiliza en la práctica clínica normal.
El DCA puede administrarse conjuntamente con un fármaco cardioprotector o hemodinámico que alcanza una concentración en el suero superior a la utilizada en la práctica clínica normal, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa.
El DCA puede administrarse conjuntamente con un fármaco cardioprotector o hemodinámico que alcanza una concentración en el suero superior a la utilizada en la práctica clínica normal, en el que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un bloqueador del canal del calcio.
El DCA puede administrarse conjuntamente con un fármaco cardioprotector o hemodinámico que alcanza una concentración en el suero superior a la utilizada en la práctica clínica normal, en el que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un agonista \beta_{1}-adrenorreceptor.
El DCA puede administrarse conjuntamente con un fármaco cardioprotector o hemodinámico que alcanza una concentración en el suero superior a la utilizada en la práctica clínica normal, en el que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un antagonista \beta_{1}-adrenorreceptor.
Según la presente invención el sujeto puede estar en situación de riesgo de padecer hipertensión, isquemia coronaria, angina de tórax, arritmia, trombosis coronaria, infarto de miocardio o cardiomegalia.
Además, el sujeto puede estar experimentando un episodio isquémico.
En una alternativa, el sujeto se recupera de un episodio isquémico.
Según la presente invención, el episodio isquémico puede proceder de un procedimiento quirúrgico.
Según la presente invención, el procedimiento quirúrgico puede ser una intervención quirúrgica en el corazón.
La eficacia de un fármaco cardioprotector o hemodinámico puede aumentar sin aumentar sustancialmente los efectos secundarios, mediante administración de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos que alcanzan una concentración en el suero en el paciente superior a la que se alcanzaría en la práctica clínica normal, en la que DCA debe administrarse antes, a la vez o después del fármaco cardioprotector o hemodinámico.
Según la presente invención, DCA puede administrarse como combinación o terapia adyuvante.
La presente invención permite aumentar la capacidad de utilizar concentraciones superiores a las clínicas de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos sin aumentar sustancialmente los efectos secundarios, por administración de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos que alcanzan una concentración en el suero en el paciente superior a la que podría alcanzarse en la práctica clínica normal, en la que DCA se administra antes, a la vez o después del fármaco cardioprotector o hemodinámico.
La presente invención permite aumentar la capacidad de utilizar concentraciones superiores a las clínicas de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos sin aumentar sustancialmente los efectos secundarios, mediante administración de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos que alcanzan una concentración en el suero en el paciente superior a la que podría alcanzarse en la práctica clínica normal, en la que se administra DCA como terapia de combinación o adyuvante.
La presente invención proporciona la terapia de combinación de DCA con fármacos cardioprotectores o hemodinámicos, que permiten la administración de cantidades mayores de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos que se utilizan en la práctica clínica normal.
La presente invención permite aumentar la cantidad de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos que pueden administrarse a un paciente sin aumentar los efectos secundarios negativos asociados al fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que a dicho paciente las cantidades de fármacos cardioprotectores o hemodinámicos, superiores a las utilizadas en la práctica clínica normal, en combinación con una cantidad de DCA suficiente para disminuir o atenuar los efectos secundarios negativos que surgen de la cantidad mayor de fármaco cardioprotector o hemodinámico deben administrarse.
El DCA puede conseguir una concentración de 1 mM a 3 mM en el paciente.
El DCA puede conseguir una concentración de 2 mM en el paciente.
Según la presente invención el DCA puede administrarse a un sujeto antes, a la vez o después de una Na^{+}/K^{+} ATPasa; en la que el sujeto se beneficiaría de un aumento en la eficacia cardiaca.
Según la presente invención DCA puede administrarse a un sujeto antes, a la vez o después de una Na^{+}/K^{+} ATPasa; en la que el sujeto se beneficiaría de una disminución del consumo de oxígeno.
Aunque la presente invención no se limita a una concentración de la dosis específica de DCA, las dosis y los protocolos de dosificación adecuados para los métodos de la presente invención deberían conseguirse sin experimentación, particularmente haciendo referencia a la solicitud internacional PCT PCT/US98/20394 "Postsurgical Treatment with Dichloroacetate" o a la solicitud de la patente de utilidad de los Estados Unidos, 10/268.069 "Methods of Cardioprotection Using Dichloroacetate in Combination with an inotrope".
Definiciones
Las definiciones siguientes deben utilizarse para explicar con mayor detalle la invención y de ninguna manera deben utilizarse para limitar el alcance de la presente invención.
"Forma de dosificación unitaria" tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a unidades físicamente discretas, adecuadas como dosis unitarias, conteniendo cada unidad una cantidad predeterminada calculado para producir el efecto terapéutico deseado junto con el portador farmacéutico requerido.
"Práctica clínica normal" tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a la conocida actualmente en la técnica, o determinable a partir de la técnica, como práctica apropiada y razonable y a los cuidados en una instalación clínica que dan la consideración y atención debidas al cuidado, seguridad y resultados clínicos de cada
paciente.
"Concentración en el suero" tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a la cantidad de fármaco de interés en el suero de un paciente, en la que la cantidad de fármaco se determina según los métodos conocidos en la técnica o determinables a partir de la técnica.
"Trombolítico" tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un elemento de la clase de fármaco denominado en la técnica agentes o fármacos trombolíticos que pueden disolver, reducir o eliminar directa o indirectamente los bloqueos cardiacos o relacionados con los cardiacos que aparecen en los coágulos sanguíneos u otros bloqueos que se producen de forma natural.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 2 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 3 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 \muM, diltiazem 0,8 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 4 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 \muM, diltiazem 0,8 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 5 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, dobutamina 1 \muM, dobutamina 1 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 6 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, dobutamina 1 \muM, dobutamina 1 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 7 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa de corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 \muM, metoprolol 1 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 8 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 \muM, metoprolol 1 \muM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 9 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa de corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 10 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 11 es un gráfico de la función cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 12 es un gráfico del trabajo cardiaco en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 13 es un gráfico del consumo de oxígeno en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 14 es un gráfico de eficacia cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, digoxina 3 nM, digoxina 3 nM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 15 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa de corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 16 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 17 es un gráfico de la función cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 18 es un gráfico del trabajo cardiaco en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 19 es un gráfico del consumo de oxígeno en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 20 es un gráfico de eficacia cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia global con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 21 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa de corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 22 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 23 es un gráfico de la función cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 24 es un gráfico del trabajo cardiaco en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 25 es un gráfico del consumo de oxígeno en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 26 es un gráfico de eficacia cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de flujo bajo con administración de DCA 2 mM, diltiazem 0,8 mM, diltiazem 0,8 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 27 es un gráfico del índice de oxidación de glucosa de corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 28 es un gráfico del índice de glucólisis en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 29 es un gráfico de la función cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 30 es un gráfico del trabajo cardiaco en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 31 es un gráfico del consumo de oxígeno en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
La Figura 32 es un gráfico de eficacia cardiaca en corazones de rata aislados sometidos a isquemia con demanda de flujo bajo con administración de DCA 2 mM, metoprolol 1 mM, metoprolol 1 mM con DCA 2 mM y una referencia (DMSO al 0,05%).
Descripción detallada de la invención
La contracción repetitiva del músculo cardiaco requiere una eficacia y una fuente preparada de producción de ATP para mantener la actividad mecánica. Existen dos mecanismos principales para producir este ATP en el músculo cardiaco: 1) la glucólisis que utiliza glucosa como sustrato; y 2) el metabolismo oxidativo que utiliza lactato, glucosa o ácidos grasos como sustratos. La glucólisis es un proceso anaeróbico y produce 2 ATP por mol de glucosa convertida a piruvato. La oxidación del ácido graso, del lactato y de la glucosa son procesos aeróbicos, es decir, requieren oxígeno, y producen 129 moles de ATP, 18 moles de ATP y 36 moles de ATP por mol de sustrato metabolizado, respectivamente. Bing et al. identificaron que el corazón humano adulto utiliza principalmente glucosa, lactato y ácidos grasos como fuentes principales de energía (Bing, R.J., et al., Am. J. Med. 15:284-296 (1953)). El tipo de sustrato energético utilizado por el corazón puede tener un impacto profundo sobre la capacidad del corazón para resistir un episodio de hipoxia o isquemia (Lopaschuk, G.D., et al. Circ. Res. 63(6): 1036-1043 (1988)). Como resultado, los cambios en la preferencia del sustrato energético durante la maduración del corazón deberían influir en los resultados de los resultados de la hipoxia o de la isquemia.
En condiciones no isquémicas, como las señaladas anteriormente, los ácidos grasos son el sustrato energético primario en el corazón del adulto, proporcionando la oxidación de la glucosa solamente del 30 al 40 por ciento de la producción de ATP del miocardio. En los estudios experimentales, se ha demostrado que la oxidación de la glucosa proporciona una porción aún más pequeña de la producción de ATP en los corazones reperfundidos después de un periodo de isquemia global (Lopaschuk, G.D., et al. Circ. Res. 66:546-553 (1990)). Uno de los factores principales que producen índices bajos de oxidación de la glucosa después de la isquemia es la concentración circulante de ácidos grasos: los ácidos grasos del suero son potentes inhibidores de la oxidación de la glucosa del miocardio.
En los pacientes que padecen un infarto de miocardio o que experimentan cirugía cardiaca, los ácidos grasos del suero pueden elevarse notablemente (Lopaschuk, G.D., et al. Am. Heart J., 128:61-67 (1994)). Se ha demostrado que estas altas concentraciones de ácidos grasos potencian la lesión isquémica en varios modelos experimentales incluyendo los corazones de cerdo, perro, conejo y rata (Saddik, M., et al., J. Biol. Chem. 266:8162-8170 (1991)). Tanto en los corazones de rata isquémicos aeróbicos como reperfundidos, grandes concentraciones de ácidos grasos inhiben notablemente los índices de oxidación de la glucosa. Esto se cree que es el resultado de la inhibición notable por los ácidos grasos del complejo piruvato deshidrogenasa (PDC), complejo enzimático clave que regula la oxidación de los carbohidratos.
Se cree además que superando la inhibición del ácido grado de PDC aumentará drásticamente la oxidación de la glucosa y mejorará la recuperación funcional de los corazones isquémicos. Uno de los agentes farmacológicos que resulta específicamente eficaz en invertir la inhibición de los ácidos grasos de PDC es el dicloroacetato. El dicloroacetato (DCA) estimula directamente a PDC, dando como resultado una notable estimulación de la oxidación de la glucosa (McVeigh, J.J. et al. (1990) Am. J. Physiol. 259:H1079-1085).
En esta investigación los autores estudiaron los efectos metabólicos de DCA en combinación con un inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa (digoxina), un agonista \beta_{1}-adrenorreceptor (dobutamina), un antagonista \beta_{1}-adrenorreceptor (metoprolol) y un bloqueador del canal del calcio (diltiazem) en el corazón perfundido de rata. Los autores investigaron si la estimulación del metabolismo de la glucosa por DCA podría mantenerse en presencia de estos agentes. Al poder estimular la inhibición de la glucosa utilizando DCA junto con el efecto combinado de los compuestos mencionados anteriormente, es de esperar que pueda encontrarse un nuevo tipo de terapia para el tratamiento de las cardiopatías.
Ejemplos Procedimientos utilizados
Los estudios descritos en los Ejemplos 1 a 9 utilizaron los siguientes métodos descritos. La dosis de cada fármaco cardioprotector o hemodinámico utilizada se basa en la administración equivalente de la dosis máxima permitida para el efecto fisiológico máximo en los protocolos clínicamente recomendados para el tratamiento de pacientes humanos.
Modelo de corazón de rata aislado
Se canularon corazones de rata para perfusiones de corazón en operación aislado como se describe en "An imbalance between glycolysis and glucose oxidation is a possible explanation for the detrimental effects of high levels of fatty acids during aerobic reperfusion of ischemic hearts", (J. Pharmacol. Exp. Ther. 264:135 (1993); incorporada a la presente memoria como referencia. En resumen, se anestesiaron ratas Sprague-Dawley macho (0,3-0,35 kg) con pentobarbital sódico (60 mg/kg IP) y se escindieron rápidamente los corazones, se canuló la aorta y se inició una perfusión retrógrada a 37ºC a una presión hidrostática de 60 mm Hg. Se recortó el exceso de tejido de los corazones y a continuación se canularon la arteria pulmonar y la abertura de la aurícula izquierda. Después de 15 min. de perfusión de Langendorff, se conectaron los corazones al modo operativo sujetando la línea de flujo de entrada aórtica del depósito de Langendorff y abriendo la línea de flujo de entrada de la aurícula izquierda. El perfundido se suministró desde un oxigenador en la aurícula izquierda a una presión de precarga constante de 11 mm Hg. Se rechazó el perfundido de los corazones que laten de manera espontánea en una cámara de distensibilidad (que contiene 1 ml de aire) y en la línea aórtica de flujo de salida. La carga posterior se fijó a una presión hidrostática de 80 mm Hg. Todos los corazones de trabajo se perfundieron con solución de Krebs-Henseleit que contiene 2,5 mmoles/l de calcio, 5,5 mmoles/l de glucosa, albúmina de suero bovino al 3% (Fracción V, Boehringer Mannheim) y con 1,2 mmoles/l de palmitato. El palmitato se fijó a la albúmina como se describió anteriormente (Saddik M., et al., J. Biol. Chem. 267:3825-3831 (1992)). Se recirculó el perfundido, y el pH se ajustó a 7,4 barboteando con una mezcla que contenía 95% de O_{2} y 5% de CO_{2}. Para los corazones del modelo aeróbico, todos los compuestos probados se introdujeron en el corazón 5 minutos en modo de trabajo después de la perfusión de Langendorff.
Se utilizaron corazones que latían de manera espontánea en todas las perfusiones. Se midieron la frecuencia cardiaca y la presión aórtica con un transductor de presión sanguínea de Biopac Systems Inc. conectado a la línea aórtica de flujo de salida. El gasto cardiaco y el flujo aórtico se midieron con sondas de flujo ultrasónicas Transonic T206 en las líneas de precarga y de carga posterior, respectivamente. Se calculó la circulación coronaria como diferencia entre el gasto cardiaco y el flujo aórtico. Se midieron los contenidos en O_{2} del perfundido que entran y abandonan el corazón utilizando microelectrodos de oxígeno YSI^{TM} colocados en las líneas de precarga y arterial pulmonar, respectivamente. Se calculó el consumo de O_{2} miocárdico (MVO_{2}) según el principio de Fick, utilizando caudales coronarios y la diferencia arteriovenosa en la concentración de O_{2} del perfundido. Se calculó el trabajo cardiaco como el producto de la presión sistólica y del gasto cardiaco. Se definió la eficacia cardiaca como la relación del trabajo cardiaco a MVO_{2}.
Los corazones que se sometieron a isquemia global se perfundieron inicialmente de manera aeróbica durante 30 minutos, y a continuación se sometieron a 30 minutos de isquemia global sin flujo sujetando la línea de entrada del ventrículo izquierdo y la línea de salida aórtica. Esto fue seguido de 60 minutos de reperfusión, que se produjo retirando las sujeciones de la línea de entrada a la aurícula izquierda y de la línea de salida aórtica. Todos los compuestos examinados se introdujeron en el perfundido cinco minutos antes de la reperfusión.
Los corazones que se sometieron a una isquemia con demanda de flujo bajo se perfundieron en primer lugar de manera aeróbica durante 30 minutos, a continuación se colocó una isquemia de demanda de flujo bajo atenuando el flujo coronario con un controlador de retroflujo diastólico situado en la línea de flujo de salida aórtica. Utilizando el modelo de corazón de rata de bajo flujo de la presente memoria, se puede conseguir un descenso de aproximadamente el 50% en el flujo coronario mientras que todavía se someten los corazones a la misma carga posterior (es decir, mantenimiento del trabajo cardiaco). Todos los compuestos examinados se introdujeron en el perfundido 5 minutos al comienzo de la perfusión aeróbica.
Medición de la glucólisis y oxidación de la glucosa
Se midieron la glucólisis y la oxidación de la glucosa simultáneamente perfundiendo los corazones con [5-^{3}H/U-^{14}C]glucosa (Liu H., et al. Am. J. Physiol. 270:H72-H80 (1996); Taegtmeyer H. et al., Am. J. Cardiol. 80:3A-10A (1997)). La producción total de ^{3}H_{2}O del miocardio y la producción de ^{14}CO_{2} se determinaron a intervalos de 10 minutos para la totalidad del periodo aeróbico, 60 minutos para los corazones normales y 30 minutos para los modelos de isquemia global y de isquemia con demanda de flujo bajo. En el modelo de isquemia global, la producción de ^{3}H_{2}O y ^{14}CO_{2} del miocardio total se determinaron a intervalos de 20 minutos para el periodo de reperfusión de 60 minutos. En el modelo de isquemia de demanda de flujo bajo, se determinó la producción de ^{3}H_{2}O y ^{14}CO_{2} del miocardio total a intervalos de 10 minutos para el periodo de reperfusión de 30 minutos. Los índices de oxidación de la glucosa se determinaron por medición cuantitativa de la producción de ^{14}CO_{2} como se describió anteriormente (Barbour R.L., et al. Biochemistr. 1923:6503-6062 (1984)).
Ejemplo 1 Efectos de DCA (2 mM) sobre la función cardiaca y la eficacia en corazones normales
Como se puede apreciar en la Tabla 1 el tratamiento con DCA no tuvo ningún efecto significativo sobre la frecuencia cardiaca, la presión sistólica máxima o la frecuencia cardiaca \times la presión sistólica en el pico (HR \times PSP). En la Tabla 2, el tratamiento con DCA demuestra que no existe ningún efecto sobre ninguno de los parámetros funcionales, ni existen diferencias en el consumo de O_{2} o en la eficacia cardiaca.
TABLA 1 Efecto de varios fármacos sobre la frecuencia cardiaca, la presión sistólica máxima y la función cardiaca
1
2
Ejemplo 2 Efecto de digoxina (3 nM) y digoxina (3 nM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, la glucólisis, la función y eficacia cardiacas en ratones normales
Como se muestra en la Figura 1, cuando se comparó la digoxina inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa, con la referencia, no presentaba un aumento significativo en los índices de oxidación de la glucosa (361 \pm 43 frente a 469 \pm 111 respectivamente). Además, cuando se compara con los corazones tratados con DCA, la digoxina parece atenuar los efec-
tos estimulantes de DCA sobre la oxidación de la glucosa (1697 \pm 179 frente a 1314 \pm 62, respectivamente; Figura 1).
En la Figura 2, el DCA presentaba un aumento en la glucólisis en comparación con la referencia, pero este aumento no era significativo (8,917 \pm 3,060 frente a 3,430 \pm 0,604, respectivamente). La digoxina sola aumentó los índices glucolíticos en comparación con la referencia (5,651 \pm 1,298 frente a 3,430 \pm 0,604, respectivamente; Figura 2). La digoxina con DCA aumentó los índices glucolíticos en comparación con los índices de referencia (9,028, frente a 3,430 \pm 0,604, respectivamente; Figura 2) y DCA sola (9,028 frente a 8,917 \pm 3,060; Figura 2).
La digoxina no presenta ningún efecto significativo en ninguno de los efectos funcionales mostrados en la Tabla 1. Cuando se combina con DCA, la digoxina presentaba un efecto negativo sobre la presión sistólica máxima en comparación con la referencia (121 \pm 1 frente a 137 \pm 5, respectivamente).
La Tabla 2 demuestra que la digoxina tiene un pequeño pero significativo efecto sobre la salida aórtica en comparación con la referencia (31 \pm 1 frente a 27 \pm 1, respectivamente). El tratamiento con digoxina y DCA conjuntamente retornaba el flujo de salida aórtico a concentraciones de referencia. Sin embargo, cuando se utiliza la digoxina junto con DCA, el trabajo cardiaco se reduce de manera significativa en comparación con la referencia (53 \pm 1 frente a 72 \pm 10, respectivamente). También, cuando se compara con el tratamiento de digoxina solo, la digoxina y DCA conjuntamente producen una disminución significativa en el trabajo cardiaco (67 \pm 3 frente a 53 \pm 1, respectivamente).
Aunque la digoxina no tiene ningún efecto sobre el metabolismo cardiaco, las disminuciones en la carga de trabajo total conducen a una disminución en la eficacia cardiaca cuando la digoxina se utiliza junto con DCA en corazones normales. Como se apreciará en los últimos ejemplos contenidos en la presente memoria, esta disminución en la eficacia está ausente claramente en los corazones sometidos a isquemia global, con utilidad clara para la carga de trabajo general observada en los corazones tratados con DCA y digoxina independientemente de la disminución de eficacia observada en los modelos aeróbicos.
Ejemplo 3 Efectos de diltiazem (0,811 M) y diltiazem (0,8 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones normales
El diltiazem es un bloqueador del canal del Ca^{2+}. La Figura 3 demuestra que cuando se compara con corazones de referencia, el diltiazem produjo una disminución significativa en los índices de oxidación de la glucosa (361 \pm 43 frente a 175:1 \pm 24 respectivamente). Cuando los corazones fueron tratados con diltiazem y DCA conjuntamente, se bloqueó el efecto de diltiazem solo sobre la oxidación de la glucosa y se observó un aumento significativo en la oxidación de la glucosa en comparación con la referencia (1737 \pm 237 frente a 361 \pm 63; Figura 3). Aunque este aumento en la oxidación de la glucosa no fue diferente del tratamiento de los corazones con DCA solo (1737 \pm 264 frente a 1526 \pm 79; Figura 3).
El diltiazem solo también presentó un efecto sobre los índices glucolíticos cuando se compara con la referencia (0,727 \pm 0,160 frente a 3,430 \pm 0,604, respectivamente; Figura 4). El diltiazem y DCA conjuntamente producen una atenuación del efecto de DCA solo (6,865 \pm 0,887 frente a 8,917 \pm 3,060, respectivamente; Figura 4). Asimismo, DCA era capaz de superar los efectos atenuantes del diltiazem.
El tratamiento con diltiazem produjo una disminución significativa en la frecuencia cardiaca en comparación con la referencia (202 \pm 3 frente a 239 \pm 12, respectivamente; Tabla 1). Asimismo, se observó una disminución significativa en HR \times PSP (25 \pm 1 frente a 32 \pm 1, respectivamente; Tabla 1). Cuando se tratan con diltiazem y DCA, estos parámetros funcionales se vuelven a las concentraciones de referencia (Tabla 1).
Como se muestra en la Tabla 2, diltiazem produjo una disminución significativa en el flujo de salida aórtico en comparación con las referencias (21 \pm 1 frente a 27 \pm 1, respectivamente). Aunque se observó una disminución significativa en el trabajo cardiaco cuando se compara corazones tratados con diltiazem con los corazones de referencia (51 \pm 1 frente a 72 \pm 10).
El diltiazem bloqueador del canal del calcio, tiene capacidad para bloquear la entrada de Ca^{2+} en la célula muscular y por consiguiente impide la contracción. El diltiazem produce una frecuencia cardiaca reducida así como una disminución del trabajo cardiaco. El efecto total del diltiazem es una reducción en el rendimiento funcional del corazón, produciendo un descenso concomitante en el metabolismo. Cuando los corazones se tratan con DCA y diltiazem conjuntamente se evitan los efectos inhibidores del diltiazem sobre el metabolismo y se invierten las disminuciones funcionales observadas con diltiazem.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Ejemplo 4 Efectos de la dobutamina (1 \muM) y dobutamina (1 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones normales
La dobutamina es un agonista \beta_{1}-adrenorreceptor (catecolamina). Cuando se compara con la referencia, existe un aumento grande y significativo en la oxidación de la glucosa (361 \pm 43 frente a 1707 \pm 435, respectivamente; Figura 5). Los efectos de la dobutamina sobre la oxidación de la glucosa reflejaban los del DCA, pero no se observó efecto aditivo significativo cuando los corazones se trataron con DCA y dobutamina (1697 \pm 179 frente a 2105 \pm 232, respectivamente; Figura 5).
Cuando se comparan con la referencia, los corazones tratados con dobutamina produjeron un aumento grande y significativo en la glucólisis (3,430 \pm 0,604 frente a 13,365 \pm 1,951, respectivamente; Figura 6). Los efectos de la dobutamina sobre la glicólisis reflejaban los de DCA, pero no se observó ningún efecto aditivo cuando se trataron los corazones con DCA y dobutamina (8,917 \pm 3,060 frente a 7,187 \pm 2,163, respectivamente; Figura 6).
En la Tabla 1, se demuestra que la dobutamina aumenta la frecuencia cardiaca cuando se compara con las referencias (333 \pm 7 frente a 239 \pm 12, respectivamente). Asimismo, HR \times PSP aumentó significativamente en el grupo tratado con dobutamina frente a la referencia (40 \pm 2 frente a 32 \pm 2, respectivamente). El tratamiento con DCA y dobutamina conjuntamente, no demuestra ningún efecto diferente sobre los parámetros funcionales presentados en la Tabla 1, al del tratamiento con dobutamina solo.
La Tabla 2 demuestra que el tratamiento con dobutamina solo no tiene ningún efecto significativo sobre los parámetros funcionales mostrados. Aunque, cuando se utiliza dobutamina junto con DCA, se observa un aumento significativo en el consumo de O_{2} y se observa una disminución también en la eficacia cardiaca.
Aunque la dobutamina pudo estimular la oxidación de la glucosa también aumentó la glucólisis que produciría un aumento en la carga de trabajo total. En presencia de DCA y dobutamina, se atenuó este desacoplamiento de la glucólisis procedente del metabolismo de la glucosa y podría conducir a una disminución de la producción de H^{+} y a un efecto beneficioso para el paciente. El aumento del consumo de oxígeno produce una disminución de la eficacia cardiaca, aunque esto se equilibra con el aumento observado en el trabajo cardiaco.
Ejemplo 5 Efectos de metoprolol (1 \muM) y metoprolol (1 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones normales
Metoprolol es un antagonista \beta_{1}-adrenorreceptor. Este efecto sobre la oxidación de la glucosa, cuando se compara con la referencia, fue significativo (361 \pm 43 frente a 651 \pm 222, respectivamente; Figura 7). Cuando se compara con DCA, se observa una tendencia a la atenuación de los efectos de DCA sobre la oxidación de la glucosa, pero esta tendencia no era significativa (1297 \pm 40 frente a 1697 \pm 179, respectivamente; Figura 7).
El efecto de metoprolol sobre la glucólisis cuando se compara con la referencia era significativo (3,430 \pm 0,604 frente a 4,530 \pm 0,876 respectivamente; Figura 8). Cuando se combina con DCA, no había tampoco ningún cambio en comparación con el tratamiento con DCA y DCA con metoprolol (8,917 \pm 3,060 frente a 8,022 \pm 1,132 respectivamente; Figura 8).
La Tabla 1 y la Tabla 2 demuestran que metoprolol no tuvo ningún efecto significativo sobre ninguno de los parámetros funcionales mostrados. Sin embargo, cuando se utiliza metoprolol en combinación con DCA, el flujo coronario y el trabajo cardiaco se redujeron significativamente.
Ejemplo 6 Efectos de la digoxina (3 nM) y la digoxina (3 nM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones sometidos a isquemia global
Se determinaron los efectos la digoxina inhibidor de Na^{+}/K^{+} ATPasa en combinación con DCA sobre los corazones posisquémicos. Como se muestra en la Tabla 1 y en la Tabla 2, todos los atributos funcionales medidos disminuyen durante el periodo de reperfusión en comparación con los valores aeróbicos preisquémicos. Sin embargo, cuando se compara con los valores de referencia durante el periodo de reperfusión, la adición de DCA, digoxina o digoxina con DCA parecen mejorar significativamente tanto la función cardiaca como la eficacia cardiaca. Cuando se comparan con los valores de referencia durante el periodo de reperfusión, la adición de DCA, digoxina o digoxina con DCA parece aumentar significativamente la función cardiaca y la eficacia cardiaca.
Como se muestra en la Figura 9, DCA parece tener velocidades de oxidación de la glucosa significativamente mayores en comparación con la referencia aeróbica, la referencia reperfundida o la digoxina sola. La combinación de digoxina y DCA parece aumentar la capacidad del DCA para mejorar las velocidades de oxidación de la glucosa y es significativamente mayor que el DCA solo. Como se muestra en la Figura 10, ni el DCA, ni la digoxina, ni la digoxina con DCA alteraron los índices glucolíticos en comparación con la referencia.
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Como se muestra en la Figura 11, DCA, digoxina o digoxina con DCA mejoran significativamente la recuperación de la función cardiaca de corazones previamente isquémicos, cuando se compara con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión. Como se muestra en la Figura 12, DCA, digoxina o digoxina con DCA parecen mejorar significativamente la recuperación del trabajo cardiaco de corazones previamente isquémicos en comparación con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión.
Como se muestra en la Figura 13, DCA, digoxina, o digoxina con DCA mejoran significativamente la recuperación del consumo de oxígeno de corazones previamente isquémicos, cuando se comparan con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión.
Como se muestra en la Figura 14, DCA, digoxina, o digoxina con DCA mejoran significativamente la recuperación de la eficacia cardiaca de corazones previamente isquémicos, cuando se comparan con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión.
Ejemplo 7 Efectos de metoprolol (1 \muM) y metoprolol (1 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones sometidos a isquemia global
El metoprolol antagonista \beta_{1}-adrenorreceptor y metoprolol con DCA mejoraron de manera significativa los parámetros funcionales de los corazones durante el periodo de reperfusión, en comparación con la referencia (Tabla 1, Tabla 2). Como se muestra en la Figura 15, el metoprolol no tuvo efecto sobre las velocidades de oxidación de la glucosa durante el periodo de reperfusión.
El DCA o la combinación de metoprolol con DCA parecía haber aumentado de manera significativa las velocidades de oxidación de la glucosa en comparación con metoprolol o la referencia tanto durante los periodos anaeróbicos como de reperfusión. Como puede apreciarse en la Figura 16, ni DCA, metoprolol o metoprolol con DCA alteraron los índices glucolíticos en comparación con la referencia.
Como se muestra en la Figura 17, DCA parece aumentar significativamente la recuperación de la función cardiaca de corazones previamente isquémicos en comparación con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión. Sin embargo, metoprolol o la combinación de metoprolol con DCA no cambia la función cardiaca en comparación con la referencia.
Como se muestra en la Figura 18, DCA, metoprolol o metoprolol con DCA parece aumentar de manera significativa la recuperación del esfuerzo cardiaco de corazones previamente isquémicos en comparación con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión. Sin embargo la combinación de DCA con metoprolol no presentó un efecto aditivo en comparación con DCA solo.
No parecen existir diferencias con respecto a la recuperación del consumo de oxígeno de corazones previamente isquémicos entre DCA, metoprolol o metoprolol con DCA (Figura 19).
Como se muestra en la Figura 20, DCA o metoprolol con DCA parece aumentar de manera significativa la recuperación de la eficacia cardiaca de corazones previamente isquémicos cuando se compara con la recuperación de los corazones de referencia durante el periodo de reperfusión. Sin embargo, metoprolol solo no. También la combinación de DCA con metoprolol no presentó un efecto aditivo cuando se compara con DCA solo.
Ejemplo 8 Efectos de diltiazem (0,8 \muM) y diltiazem (0,8 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación de la glucosa, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones sometidos a isquemia con demanda de flujo bajo
Como se muestra en la Tabla 1, la presencia de diltiazem disminuyó la presión sistólica máxima en comparación con la referencia. DCA con diltiazem aumentó la presión sistólica máxima en comparación con DCA, diltiazem o DCA con diltiazem (Tabla 1). Aumentos similares se observaron para DCA con diltiazem en el gasto cardiaco, el flujo de salida aórtico y el flujo coronario en comparación con la referencia y DCA o diltiazem solo (Tabla 2).
Como se muestra en la Figura 21, diltiazem no parecía interferir en la capacidad de DCA para aumentar la oxidación de la glucosa en las perfusiones isquémicas aeróbicas o de bajo flujo. Parecía existir alguna atenuación de la glucólisis por diltiazem solo, o con DCA tanto en perfusiones isquémicas aeróbicas como de bajo flujo (Figura 22).
Ni diltiazem, DCA ni DCA con diltiazem afectaron de manera significativa la función cardiaca en el periodo isquémico de bajo flujo (Figura 23). DCA con diltiazem aumentó de manera significativa el esfuerzo cardiaco (Figura 24) y disminuyó el consumo de oxígeno (Figura 25); aumentando de este modo de manera significativa la eficacia cardiaca (Figura 26) en comparación con la referencia, DCA y diltiazem solo.
Ejemplo 9 Efectos de metoprolol (1 \muM) y metoprolol (1 \muM) con DCA (2 mM) sobre la oxidación, glucólisis, función cardiaca y eficacia en corazones sometidos a isquemia con demanda de bajo flujo
Como se muestra en la Tabla 2, la adición de metoprolol con DCA produjo un aumento significativo en el flujo de salida aórtico y en el gasto cardiaco en comparación con la referencia, metoprolol o DCA solo. En comparación con la referencia no se observó ningún aumento significativo en el flujo de salida coronario (Tabla 2), la frecuencia cardiaca (Tabla 1) o la presión sistólica máxima (Tabla 1) después de la adición de DCA, metoprolol o DCA con metoprolol. La disminución observada en la presión sistólica máxima se observó en DCA y metoprolol no fue compuesto por adición simultánea de los compuestos juntos (Tabla 1).
La presencia de metoprolol no parece atenuar el aumento en la oxidación de la glucosa observado con DCA solo (Figura 27) ya sea en condiciones isquémicas de bajo flujo o aeróbicas, ni existen cambios significativos observados en la glucólisis en condiciones isquémicas de bajo flujo (Figura 28). No existen cambios significativos en la función cardiaca (Figura 29), en el esfuerzo cardiaco (Figura 30) ni en el consumo de oxígeno observado con adición de DCA, metoprolol o DCA con metoprolol; en comparación con la referencia (Figura 31); aunque existe un aumento observado en la eficacia cardiaca para DCA con metoprolol durante las condiciones isquémicas de bajo flujo en comparación con la referencia (Figura 32).
Conclusión
Pueden utilizarse moduladores metabólicos, tales como DCA, para cambiar el metabolismo del corazón fuera de la oxidación de los ácidos grasos y hacia la oxidación de la glucosa. Este cambio se ha demostrado que es beneficioso durante periodos de estrés cardiaco tal como la angina de tórax, el infarto de miocardio o la cirugía poscardiaca. Se buscaba determinar si los efectos metabólicos de la utilización de DCA se mantienen en presencia de otras clases cardioprotectoras o hemodinámicas de fármacos tales como los fármacos inótropos (incluyendo la digoxina y la dobutamina), \beta-bloqueadores y bloqueadores del canal del calcio. Se perfundieron corazones de rata que trabajan perfundidos aislados en presencia de glucosa 5,5 mM y palmitato 1,2 mM. Se midieron la oxidación de la glucosa y la glucólisis utilizando [5-^{3}H/U-14-^{14}C]glucosa.
En el modelo aeróbico, la adición de DCA produjo un aumento en la oxidación de la glucosa de más de 400%, mientras que la glucólisis aumentó más del 300%. La digoxina y el metoprolol no presentaban ningún efecto metabólico aditivo cuando se utilizaron con DCA, ni tenían ningún efecto metabólico cuando se utilizaron solos. El diltiazem ocasionó que el metabolismo de la glucosa disminuyera cuando se compara con la referencia. El DCA fue capaz de superar este efecto cuando se utilizó con diltiazem. La dobutamina fue capaz de aumentar el metabolismo de la glucosa en casi el 400%, pero no tuvo ningún efecto sinérgico en comparación con DCA. Cuando se utilizó junto con DCA ni la digoxina, el dobutamol, el metoprolol ni el diltiazem fueron capaces de aumentar el efecto que el DCA solo tenía sobre el metabolismo. Además, la digoxina, el metoprolol, el diltiazem y la dobutamina no presentaban efectos desfavorables sobre la capacidad de DCA para aumentar la oxidación de la glucosa o la glucólisis.
En las perfusiones aeróbicas, se ha demostrado que la digoxina en combinación con DCA disminuye el esfuerzo cardiaco global con disminución correspondiente de la eficacia cardiaca. Sin embargo, en el modelo de isquemia/reperfusión, que simula un episodio isquémico tal como el infarto de miocardio y la reperfusión, la combinación de digoxina y DCA demostró ser significativamente beneficiosa como combinación sinérgica para la recuperación del esfuerzo cardiaco, la eficacia cardiaca y la oxidación de la glucosa. Esto sugiere que la digoxina en combinación con DCA podría ser beneficiosa en el infarto posmiocárdico seguido de reperfusión o intervención coronaria percutánea (angioplastia) o durante la intervención quirúrgica del bypass cardiaco y los procedimientos quirúrgicos a corazón abierto.
En corazones perfundidos aeróbicamente, el diltiazem produce una disminución general del esfuerzo cardiaco y del metabolismo de la glucosa. En el modelo de isquemia de bajo flujo de la presente memoria (que simula la angina de tórax), el diltiazem tiene el mismo efecto. Esta disminución del esfuerzo cardiaco con un mantenimiento del consumo de oxígeno conduce a una disminución en la eficacia cardiaca total, tanto durante el periodo aeróbico como durante la isquemia de bajo flujo. Sin embargo, la combinación de diltiazem y DCA conduce a una inversa de estas reducciones funcionales y metabólicas con una mejora significativa en el esfuerzo cardiaco, la eficacia cardiaca y la oxidación de la glucosa. Asimismo, la combinación de DCA y diltiazem es sinérgica en combinación y es más eficaz que el DCA solo, con respecto al mantenimiento de la eficacia cardiaca durante los episodios de isquemia de bajo flujo tal como la angina.
Como se aprecia en el modelo aeróbico, el metoprolol solo no tiene ningún efecto sobre la oxidación de la glucosa, ni altera ninguno de los parámetros funcionales en los corazones perfundidos aeróbicamente. Aunque el metoprolol solo tiene un efecto beneficioso sobre la recuperación de corazones previamente isquémicos, la combinación de metoprolol y DCA mejora significativamente la recuperación más allá de los corazones de referencia y más allá que el metoprolol solo, con respecto a la función cardiaca. Utilizando el modelo de isquemia de bajo flujo de la presente memoria, DCA y metoprolol parecen presentar una mejora notable en la eficacia cardiaca en comparación con la referencia durante el periodo isquémico de bajo flujo. Además, la combinación de metoprolol y DCA mejora de manera significativa la eficacia cardiaca por encima de la referencia y DCA o metoprolol solo durante el periodo isquémico de bajo flujo. Esto sugiere que metoprolol con DCA es sinérgico con respecto a la mejora de la eficacia cardiaca en condiciones isquémicas de tratamiento tales como el infarto posmiocárdico y la insuficiencia cardiaca.
Considerados conjuntamente, estos datos demuestran que DCA es capaz de aumentar significativamente el metabolismo de la glucosa y mantener funcionando la presencia de dobutamina, digoxina, diltiazem y metoprolol, mejorando de este modo los efectos secundarios negativos de estos fármacos y clases de fármaco. Además el dato indica que DCA es sinérgico con metoprolol, diltiazem y digoxina con respecto a la mejora de la eficacia cardiaca.
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Claims (26)

1. Utilización del DCA para la preparación de una composición farmacéutica destinada a paliar los efectos secundarios negativos de un fármaco cardioprotector o hemodinámico administrado a un sujeto en necesidad de un fármaco cardioprotector o hemodinámico, en la que la cantidad de dicho fármaco que ha de administrarse es superior a la cantidad administrada en la práctica clínica normal de dicho fármaco solo de manera que dicho fármaco alcanza una concentración en el suero en el sujeto superior a la que se alcanzaría en la práctica clínica normal, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico se selecciona de entre el grupo constituido por los inhibidores de Na^{+}/K^{+} ATPasa, los bloqueadores del canal del calcio, los agonistas \beta_{1}-adrenorreceptores y los antagonistas \beta_{1}-adrenorreceptores.
2. Utilización según la reivindicación 1, en la que el inhibidor de la Na^{+}/K^{+} ATPasa es la digoxina.
3. Utilización según la reivindicación 1, en la que el bloqueador del canal del calcio es el diltiazem.
4. Utilización según la reivindicación 1, en la que el agonista \beta_{1}-adrenorreceptor es la dobutamina.
5. Utilización según la reivindicación 1, en la que el antagonista \beta_{1}-adrenorreceptor es el metoprolol.
6. Utilización según la reivindicación 2, en la que la digoxina alcanza una concentración en el suero superior a 2,5 nM.
7. Utilización según la reivindicación 2, en la que la digoxina alcanza una concentración en el suero entre 2,5 nM y 10,0 nM.
8. Utilización según la reivindicación 3, en la que el diltiazem alcanza una concentración en el suero superior a 0,5 \muM.
9. Utilización según la reivindicación 3, en la que el diltiazem alcanza una concentración en el suero entre 0,5 y 5,0 \muM.
10. Utilización según la reivindicación 4, en la que la dobutamina alcanza una concentración en el suero superior a 0,6 \muM.
11. Utilización según la reivindicación 4, en la que la dobutamina alcanza una concentración en el suero entre 0,6 y 5,0 \muM.
12. Utilización según la reivindicación 5, en la que el metoprolol alcanza una concentración en el suero superior a 0,4 \muM.
13. Utilización según la reivindicación 5, en la que el metoprolol alcanza una concentración en el suero entre 0,4 y 5,0 \muM.
14. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer hipertensión.
15. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer isquemia coronaria.
16. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer angina de tórax.
17. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer arritmia.
18. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer trombosis coronaria.
19. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer infarto de miocardio.
20. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto padece o está en riesgo de padecer cardiomegalia.
21. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sujeto está sometiéndose a un procedimiento quirúrgico.
22. Utilización según la reivindicación 21, en la que el procedimiento quirúrgico es la cirugía cardiaca.
23. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en la que el sujeto se está recuperando de un procedimiento quirúrgico.
24. Utilización según la reivindicación 23, en la que el procedimiento quirúrgico es la cirugía cardiaca.
25. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en la que dicha composición farmacéutica debe administrarse antes, simultáneamente o después de la administración de dicho fármaco cardioprotector o hemodinámico a dicho sujeto.
26. Utilización según la reivindicación 1, en la que el fármaco cardioprotector o hemodinámico es un glucósido cardiaco.
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