La disminución de potasio produce aterosclerosis

El potasio de los alimentos regula la calcificación de las arterias

El Médico Interactivo | 13 - octubre - 2017 10:30 am

Los plátanos y los aguacates, alimentos ricos en potasio, pueden ayudar a proteger contra la calcificación vascular patogénica, también conocida como endurecimiento de las arterias. Investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham (UAB), Estados Unidos, han demostrado, por primera vez, que la reducción del potasio dietético promueve un incremento de la rigidez aórtica en un modelo experimental, en comparación con los individuos alimentados con potasio normal.

Este tipo de rigidez arterial en los seres humanos es predictivo de enfermedades del corazón y la muerte por enfermedades del corazón, y representa un problema de salud importante para la nación en su conjunto. Los investigadores de la UAB también encontraron que el aumento de los niveles de potasio en la dieta disminuyó la calcificación vascular y la rigidez aórtica. Además, desentrañaron el mecanismo molecular subyacente a los efectos del potasio dietético bajo o alto.

Conocer cómo las células del músculo liso vascular en las arterias regulan la calcificación vascular resalta la necesidad de considerar la ingesta dietética de potasio en la prevención de las complicaciones vasculares de la aterosclerosis. También proporciona nuevos objetivos para potenciales terapias para prevenir o tratar la calcificación vascular aterosclerótica y la rigidez arterial.

Un equipo de la UAB dirigido por Yabing Chen, profesor de Patología de la UAB y científico de carrera de investigación en el ‘Birmingham VA Medical Center’, exploró este mecanismo de la enfermedad vascular de tres maneras: ratones vivos alimentados con dietas que variaron en potasio, secciones transversales de arterias de ratón analizadas en medio de cultivo con concentraciones variables de potasio y células de músculo liso vascular de ratón cultivadas en un medio de cultivo.

Trabajando desde ratones vivos hasta eventos moleculares en células en cultivo, los investigadores de la UAB determinaron un vínculo causal entre la reducción del potasio dietético y la calcificación vascular en la aterosclerosis, además de descubrir los mecanismos patógenos subyacentes, según se detalla en un artículo sobre este trabajo publicado en ‘JCI Insight’.

El trabajo animal se llevó a cabo en un modelo de ratón propenso a la aterosclerosis, los ratones deficientes en apoliproteína E, un modelo estándar de roedores que son propensos a enfermedades cardiovasculares cuando se alimentan con una dieta rica en grasas. Usando niveles bajos, normales o altos de potasio en la dieta – 0,3 por ciento, 0,7 por ciento y 2,1 por ciento peso / peso, respectivamente, el equipo UAB encontró que los ratones alimentados con una dieta baja en potasio tuvieron un aumento significativo en la calcificación vascular.

Inhibición de la calcificación vascular en modelos experimentales con altos niveles de potasio

En cambio, los animales alimentados con una dieta con alto contenido de potasio habían inhibido notablemente la calcificación vascular. Además, los ratones bajos en potasio habían registrado un incremento de la rigidez de sus aortas y los roedores con potasio alto tuvieron una disminución de la rigidez, como lo demostró el indicador de rigidez arterial denominado velocidad de onda de pulso, que se mide por ecocardiografía en animales vivos.

Los diferentes niveles de potasio en la dieta se reflejaron en distintos niveles de potasio en sangre en los tres grupos de ratones. Cuando los científicos examinaron las secciones transversales arteriales en cultivos que fueron expuestos a tres concentraciones diferentes de potasio, basándose en los niveles fisiológicos normales de potasio en la sangre, hallaron un efecto directo para el potasio sobre la calcificación arterial en los anillos arteriales.

Los anillos arteriales de bajo contenido de potasio habían aumentado considerablemente la calcificación, mientras que el alto contenido de potasio inhibía la calcificación aórtica. “Los hallazgos tienen un potencial traslacional importante –dice el coautor Paul Sanders, profesor de Nefrología en el Departamento de Medicina de la UAB– ya que demuestran el beneficio de una adecuada suplementación de potasio en la prevención de la calcificación vascular en ratones propensos a la aterosclerosis y el efecto adverso de la baja ingesta de potasio”.

En cultivo celular, bajos niveles de potasio en medios de cultivo aumentaron notablemente la calcificación de las células del músculo liso vascular. Investigaciones anteriores de varios laboratorios, incluyendo el grupo de Chen, han demostrado que la calcificación de las células del músculo liso vascular se asemeja a la diferenciación de las células óseas, lo que lleva a la transformación de las células del músculo liso en células similares a los huesos.

Por lo tanto, los investigadores de la UAB probaron el efecto del crecimiento de las células del músculo liso vascular en el cultivo de células de bajo contenido de potasio. Ellos encontraron que las condiciones de bajo potasio promueven la expresión de varios marcadores genéticos que son características de las células óseas, pero disminuyó la expresión de los marcadores de células del músculo liso vascular, lo que sugiere la transformación de las células del músculo liso vascular en células de hueso en condiciones de escasez de potasio.

Los investigadores detectaron que el bajo contenido de potasio elevó el calcio intracelular en las células del músculo liso vascular, a través de un canal de transporte de potasio llamado el canal de potasio rectificador hacia adentro. Esto fue acompañado de la activación de varios mediadores conocidos aguas abajo, incluyendo la proteína quinasa C y la proteína de unión al elemento de respuesta de cAMP activada con calcio (CREB).

A su vez, la activación de CREB elevó la autofagia –el sistema de degradación intracelular– en las células de bajo contenido de potasio. Utilizando inhibidores de autofagia, los científicos mostraron que bloquear la autofagia detuvo la calcificación. Así, la autofagia juega un papel importante en la mediación de la calcificación de las células del músculo liso vascular inducidas por la condición de bajo contenido de potasio.

Entonces, se analizaron los papeles de las señales de activación y autofagia de CREB en la sección transversal de la arteria del ratón y modelos vivos-ratón, con niveles bajos, normales o altos de potasio en los medios o en la dieta. Los resultados en ambos sistemas respaldaron el papel vital del potasio para regular la calcificación vascular a través de la señalización del calcio, CREB y la autofagia.