Altered vascular reactivity induced by malaria parasites / Reactividad vascular alterada inducida por los parásitos de la malaria

ABSTRACT

OBJECTIVES: In this study, we have examined the possibility that there is altered vascular reactivity due to the direct interaction between parasitized erythrocytes and vascular endothelial cells. METHOD: Ring preparations of rat aorta were studied using standard in vitro techniques, the rings were mounted in 20 ml organ baths containing PSS under an initial load of 1g, maintained at 37ºC atpH 7.4 and isometric contractions were recorded electronically. Rings were allowed 90 minutes to equilibrate before the commencement of the various protocols * Dose responses to phenylephrine (PE) and other vasoactive agents (high-K+) * Acetylcholine (Ach) -induced relaxation in phenylephrine-contracted rings (pre-contraction was induced by EC70 concentration of phenylephrine) * Ach-induced relaxation in PE-precontracted, endothelium-denuded rings * Also, relaxation responses to acetylcholine was investigated through application ofa single (EC7o) concentration of acetylcholine in rings exposed to blood with varying concentrations and dilutions ofparasitized blood and varying durations ofexposure. RESULTS: Incubation with parasitized blood resulted in a significant increase in maximum contractile response to phenylephrine in the rat aortic rings (p < 0.05) but no effect to the base line. Analysis of the whole dose-response curve (using paired t-test) showed a significant left-ward shift following the addition of parasitized blood (p < 0.05), EC70 (M) values increasing from 7 x 10-7 to 5 x 10-6M. Following exposure to parasitized blood, the magnitude ofAch-induced relaxation responses reduced signi ficantlyfrom 73 ± 3.6 to 24.75 ± 7.25% in rat aortic rings (p < 0.05). Ach relaxations were significantly enhanced (p < 0.05) at 5-minute exposure; however at longer durations, Ach-relaxations were variable and inconsistent. The lesser the dilution, due to increased volume of parasitized blood, the lesser the relaxation response. Following endothelium removal, there was a marked impairment in endothelium-dependent relaxation responses to ACh in both the control and incubated vessels. Exposure to parasitized blood did not significantly alter contractile responses induced by potassium depolarization. CONCLUSIONS: This gives evidence in support of an endothelium-dependent action of malaria parasites as vascular effects ofmalaria parasites are mediated, at least in part, via endothelium-dependent mechanism(s).

RESUMEN

OBJETIVO: En este estudio, hemos examinado la posibilidad de que exista una reactividad vascular alterada debido a la interacción directa entre los eritrocitos parasitados y las células endoteliales vasculares. MÉTODO: Se estudiaron preparaciones de anillo de aorta de rata usando técnicas in vitro estándar. Los anillos fueron montados en baños de órgano de 20 ml que contenían solución salina fisiológica (SSF) con una carga inicial de 1g, mantenida a 37ºC con un pH de 7.4, y las contracciones isométricas fueron registradas electrónicamente. A los anillos se les dio un tiempo de 90 minutos para permitir que se equilibraran, antes del comienzo de los varios protocolos. * Respuestas a la dosis de fenilefrina (FE) y otros agentes vasoactivos (K+ alto) * Relajación inducida mediante acetilcolina (Ac) en los anillos contraídos con fenilefrina (la precontracción fue inducida mediante una concentración EC70 de fenilefrina) * Relajación inducida mediante Ac en anillos despojados de endotelio. Pre-contraídos con FE. * También, se investigaron las respuestas de relajación a la acetilcolina a través de la aplicación de una sola concentración (EC70) de acetilcolina en anillos expuestos a la sangre con diversas concentraciones y diluciones de sangre parasitada y distintas duraciones de exposición. RESULTADOS: La incubación con sangre parasitada tuvo como resultado un aumento significativo en la respuesta contráctil máxima a la fenilefrina en los anillos aórticos de las ratas (p < 0.05) pero ningún efecto a la línea de base. El análisis de toda la curva de respuesta a la dosis (usando la prueba t pareada) mostró un desplazamiento significativo hacia la izquierda tras la adición de sangre parasitada (p < 0.05), EC70 (M), aumentado los valores de 7 x 10-7 a 5 x 10-6M. Tras la exposición a la sangre parasitada, la magnitud de las respuestas a la relajación inducida por Ac se redujo significativamente de 73 ± 3.6 a 24.75 ± 7.25% en los anillos aórticos de ratas (p < 0.05). Las relajaciones por Ac mejoraron significativamente (p < 0.05) a los 5 minutos de exposición. Sin embargo, a duraciones más largas, las relajaciones por Ac fueron variables e inconstantes. Mientras menor era la dilución, debido al aumento de volumen de la sangre parasitada, menor era la respuesta de relajación. Una vez retirado el endotelio, se producía un marcado deterioro en las respuestas de relajación dependiente del endotelio, ante el Ac, tanto en los recipientes de control como en los encubados. La exposición a la sangre parasitada no alteró de manera significativa las respuestas contráctiles inducidas por la despolarización del potasio. CONCLUSIONES: Esto provee evidencias en apoyo a una acción dependiente del epitelio, por parte de los parásitos de la malaria, por cuanto los efectos vasculares de los parásitos de la malaria se hallan mediados, al menos en parte, por los mecanismos dependientes del endotelio.