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FISIOPATOGENIA DA HIPERTENS√O ARTERIAL
PATHOPHYSIOLOGY OF PRIMARY HYPERTENSION
Eduardo M. Krieger, Kleber G. Franchini, José Eduardo Krieger
Unidade de Hipertensão - Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo C ORRESPONDÊNCIA: Eduardo M. Krieger; Coordenador da Unidade de Hipertensão do INCOR - Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo - Av. Enéas Carvalho de Aguiar, 44 - CEP: 05403-000 - São Paulo - SP
KRIEGER EM; FRANCHINI KG & KRIEGER JE. Fisiopatogenia da hipertensão arterial. Medicina, Ribeirão Preto , 29: 181-192, abr./set. 1996.
RESUMO: Na hipertensão primária, ou essencial, a elevação da resistência periférica é a princi- pal responsável pelo aumento da pressão arterial. Isso ocorre pela redução do calibre das arteríolas determinada pela combinação, em grau variado, de fatores funcionais e fatores estruturais. A vasoconstrição pode ser causada pela produção excessiva de fatores pressores (angiotensina, vasopressina, endotelina e sistema nervoso simpático etc), ou pela deficiência dos fatores depressores (óxido nítrico, prostaciclina e peptídio natriurético atrial). O componente estrutural é, geralmente, representado pela hipertrofia da camada média que passa a ocupar parte do espaço intravascular. Importante ressaltar que os fatores que, ativamente, contraem ou dilatam os vasos têm, também, efeitos tróficos sobre a camada muscular, estimulando ou inibindo o seu espessamento. A redução da luz das arteríolas pode resultar, igualmente, de “remodelagem”, quando ocorre redução tanto do diâmetro interno como externo, sem modificações da massa. O componente genético é responsável pela produção dos complexos fatores pressores e depressores que regulam a pressão arterial. Tam- bém, ele é o responsável pela susceptibilidade individual aos fatores ambientais (sal e estresse, por exemplo), que sobrecarregam o sistema e podem gerar o desequilíbrio causador da hipertensão.
UNITERMOS: Hipertensão. Resistência Vascular. Vasoconstrição. Vasodilatação. Hipertrofia. Genética.
Medicina, Ribeir„o Preto, SimpÛsio: HIPERTENS√O ARTERIAL 29:181-192, abr./set. 1996 CapÌtulo I
Isso é possível graças à existência das arte- ríolas que estão antes dos capilares e que pelo seu pequeno número e reduzido calibre, opõem à circula- ção do sangue uma elevada resistência. É essa resis- tência que faz com que o ventrículo ao esvaziar o seu conteúdo nas artérias encontre maior facilidade em distendê-las do que em drenar, instantaneamente, todo o sangue pelas arteríolas. O volume de sangue arma- zenado durante o esvaziamento (sístole) será enviado à periferia no período em que o ventrículo estiver no processo de enchimento (diástole). Portanto, o siste- ma arterial funciona como uma câmara elástica de alta pressão que amortece as flutuações de descarga da
- INTRODU«√O
Para que a troca de materiais ao nível dos capi- lares entre o sangue e as células do organismo se faça de forma eficiente, é essencial, particularmente, em tecidos com o metabolismo muito sensível, como no sistema nervoso central, que o aporte de oxigênio pelo sangue arterial seja constante e não intermitente. Mas como conseguir um fluxo constante nos capilares se a bomba cardíaca lança o sangue nas artérias, somente durante 1/3 do tempo, e gasta a maior parte do período no processo de enchimento, recebendo o san- gue das veias?
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bomba cardíaca, assegurando um fluxo permanente ao nível dos capilares. Durante a sístole ventricular, a pres- são se eleva até atingir um máximo, chamada, tam- bém, de pressão sistólica. Depois, à medida que o san- gue acumulado vai sendo transferido para os capila- res, a pressão nas artérias vai caindo, lentamente, até atingir um valor mínimo (pressão diastólica), imediata- mente antes de iniciar-se o ciclo seguinte. Graças à combinação entre a descarga intermitente da bomba cardíaca e à alta resistência das arteríolas, acoplada à elasticidade das artérias, o organismo consegue man- ter um aporte constante de sangue para irrigar os teci- dos. O custo desse processo é que as artérias são, permanentemente, submetidas a uma elevada pressão pulsátil: cerca de 120 milímetros de mercúrio de pres- são máxima, ou sistólica, e cerca de 80 milímetros de mercúrio de pressão mínima ou diastólica. Se a resistência das arteríolas, que já é eleva- da, aumentar mais ainda, deve haver uma elevação adicional de pressão no sistema arterial para assegu- rar um fluxo inalterado nos capilares. Elevando-se a pressão mínima no sistema (acima de 90 milímetros de mercúrio), o coração é obrigado a aumentar tam- bém a pressão de descarga (a máxima tende a ficar acima de 130-140 milímetros de mercúrio). Como a resistência das arteríolas depende basicamente do seu calibre, sua redução eleva a pressão arterial, sendo geral- mente responsável pela hiper- tensão. A diminuição do calibre acontece pelo aumento da con- tração da musculatura que re- gula a luz do vaso, pelo espes- samento dessa musculatura que passa a ocupar parte da luz, ou pela combinação dos dois fatores. A hipertensão, portanto, pode ser causada pelo desiquilíbrio entre a pro- dução aumentada de fatores vasoconstritores (os nervos simpáticos e as catecolaminas, a angiotensina, a endotelina etc) e/ou pela produção defi- ciente de fatores vasodilatado- res (óxido nítrico, bradicinina, etc.), com o conseqüente au- mento do grau de contração da musculatura das arteríolas. Mas fatores anatômicos, estru- turais, também podem reduzir
o calibre vascular de forma permanente. Até mesmo os fatores vasoconstritores, que ativamente contraem o vaso, exercem um efeito trófico, estimulando o es- pessamento da camada muscular (hipertrofia muscu- lar). Esquematicamente, a resistência elevada, que acarreta hipertensão em um determinado indivíduo, pode resultar do aumento da produção de fatores vasocons- tritores e/ou da diminuição de fatores vasodilatadores, ou, ainda, da maior capacidade de reação da muscula- tura das arteríolas aos estímulos normais. A combina- ção desses fatores poderia determinar uma diminui- ção ativa, funcional, do calibre das arteríolas e a con- seqüente hipertensão. No entanto, resultado semelhante pode ser produzido por uma alteração anatômica ou estrutural do vaso, o espessamento da parede vascu- lar que, como já foi mencionado, passa a ocupar parte do espaço intravascular, antes livre. Isso, também, vai depender de características individuais que alteram o equilíbrio dos fatores que estimulam e os que inibem o crescimento da musculatura vascular. Mais recente- mente, especialmente pelos trabalhos do grupo de Mulvany (Figura 1), admite-se que a redução da luz das artérias possa ocorrer não só pela hipertrofia da parede, mas também, por uma “remodelagem” quan- do há redução de todos os diâmetros, externo e inter-
Figura 1: A redução do calibre das arteríolas pode ocorrer por processo ativo (funcional) de vasoconstrição ou por hipertrofia da camada média muscular (estrutural). Mais recentemente, vem sendo demonstrado que o componente estrutural pode ser determinado não só por espessamento da parede, como também por “remodelação”, quando há redução global dos diâmetros externo e interno, sem modificação da massa.
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AUMENTO DA RESISTÊNCIA PERIFÉRICA
ESTRUTURAL x FUNCIONAL ESTRUTURAL
HIPERTROFIA VASOCONSTRICÇÃO HIPERTROFIA REMODELAÇÃO
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- RESPOSTA MIOG NICA E INFLU NCIA DO FLUXO
Resposta miogênica. A resposta miogênica re- fere-se à propriedade dos vasos de responderem com vasoconstrição ou vasodilatação a variações na pres- são transmural. As respostas miogênicas ocorrem, in- dependentemente, das células endoteliais ou células parenquimatosas. Aumento no estiramento (tensão radial) na parede dos vasos é percebido pelas células musculares lisas, resultando em ativação de vários men- sageiros intracelulares que aumentam a concentração de cálcio intracelular. Por outro lado, diminuição no estiramento das células musculares lisas leva a rela- xamento do vaso por diminuir a quantidade de cálcio intracelular disponível para o aparelho contrátil da cé- lula. Os vasos de resistência apresentam máxima reatividade miogênica em pressões fisiológicas, a res- posta relativa aumentando com a diminuição do ta- manho do vaso. A resposta miogênica está aumentada na hiper- tensão arterial, o que contribui para a redução no diâ- metro e aumento na espessura da parede, observada em arteríolas de indivíduos ou animais de experimen- tação hipertensos. Os mecanismos responsáveis por essa elevação na reatividade miogênica em estados hipertensivos não estão esclarecidos. Liberação de substâncias vasoativas (derivados do acido aracdôni- co, por exemplo) ou ativação de mecanismos de mem- brana levando à ativação direta de mecanismos intra- celulares, responsáveis pela liberação de cálcio intra- celular e que foram apontados como responsáveis pela resposta miogênica em alguns estudos experimentais. Estes mecanismos podem estar alterados na hiperten- são, justificando a hiperreatividade. Por outro lado, o aumento da massa muscular das arteríolas, por si só, pode contribuir importantemente para o aumento na reatividade miogênica na hipertensão arterial, amplifi- cando as respostas. Influência do fluxo. Evidências de que o fluxo sanguíneo pode regular o tono vascular remontam ao início do século, no entanto, somente em anos recen- tes o papel do endotélio, como mediador desse fenô- meno, foi definido. A vasodilatação endotélio-depen- dente foi confirmada em artérias de grande calibre e em vasos de resistência. Existem evidências experi- mentais de que o aumento de fluxo envolve a libera- ção de fatores endoteliais relaxadores cujo principal representante é o óxido nítrico e nitroderivados relaci- onados e que a diminuição de fluxo aumenta a libera- ção de endotelina.
A pressão intra-arterial (tensão radial no vaso) exerce pouco ou nenhum efeito sobre o endotélio no controle do tono vascular, seu principal efeito ocorre, sobre a resposta contrátil das célula musculares lisas (ver resposta miogênica). A principal força hemodinâ- mica reguladora do endotélio é o atrito exercido pelo fluxo de sangue na superfície luminal do vaso. Estima- se que esse atrito seja de 20 a 40 dinas/cm^2 em vasos de grande calibre. Apesar de as evidências experimen- tais indicarem o atrito como a força hemodinâmica responsável pela liberação de fatores relaxadores dos vasos, os mecanismos pelos quais essas forças são detectadas e convertidas em seqüências de respostas biológicas são ainda pouco conhecidos. O atrito esti- mula a célula endotelial, atuando na sua superfície. Além disso, o atrito produz deformações nas células endoteliais na direção do fluxo, desencadeando aumen- to de tensão na estrutura celular, em decorrência da presença de filamentos de actina, miosina e tropomio- sina que compõem o citoesqueleto. Proteínas de mem- brana ativadas, diretamente, pelo atrito ou pelo aumento da tensão, em decorrência da deformação do citoesqueleto, são candidatas a serem os mecanotrans- dutores que geram os sinais intracelulares. O protóti- po de sensor mecânico na superfície pode ser uma molécula ou complexo molecular cuja função esteja relacionada ao estado de tensão. O papel de mecanotransdutor poderia ser exercido tanto por ca- nais ionicos, como por outras proteínas ligadas à mem- brana celular, como receptores de membrana ligados a proteínas G, por exemplo. A identidade e a maneira pela qual esses transdutores levam à seqüência de eventos intracelulares permanece desconhecida. No entanto, pelo menos três substâncias diferentes foram demonstradas quando tiveram a liberação e produção por células endoteliais, controlada pelo atrito, a) óxido nítrico; b) prostaciclina e c) endotelina. Essas subs- tâncias exercem seus efeitos sobre células muscula- res lisas adjacentes ao local de sua liberação.
4. FATORES PRESSORES
4.1 Sistema Nervoso AutonÙmico Vasodilatação e vasoconstrição dos vasos de resistência são fundamentais para os ajustes a aumentos e diminuições da demanda metabólica dos tecidos. Durante os ajustes de fluxo regional, que ocorrem em situações fisiológicas como exercício, mergulho, he- morragia, etc., o simpático domina e coordena o grau
Fisiopatogenia da hipertens„o arterial.
de vasoconstrição nas diversas regiões da circulação sistêmica. Essa resposta neural capacita a rápida re- distribuição do fluxo sanguíneo às áreas funcionalmente importantes para atividades específicas. Essa redistri- buição do fluxo sanguíneo é coordenada por uma com- binação de atividade simpática gerada centralmente, e por sua modulação por receptores, localizados em po- sições estratégicas do aparelho cardiovascular (sensores de tensão na parede dos grandes vasos e coração), principalmente os pressorreceptores arteri- ais. Além disso, a atividade tônica basal do simpático (também, modulada ciclo cardíaco-ciclo cardíaco pe- los pressorreceptores) contribui de maneira importan- te para o tono basal dos vasos de resistência. A impor- tância da contribuição do sistema nervoso simpático para o tono vascular normal é aparente pela queda, em torno de 30 mmHg, na pressão arterial média se- guindo-se ao bloqueio farmacológico α-adrenérgico. Os vasos de resistência são ricamente inervados pelo simpático. Os axônios dos neurônios simpáticos pós-ganglionares ramificam-se em pequenos ramos formando um plexo primário, localizado na adventícia. Os feixes dão origem a fibras que formam um plexo localizado nas proximidades das células musculares li- sas e exibem varicosidades onde as fibras são, parcial ou inteiramente, destituídas da camada de mielina. São nesses pontos que as fibras se aproximam da superfí- cie da célula muscular lisa e estabelecem o contato neuromuscular. Comparadas às sinapses centrais, cujas fendas sinápticas não ultrapassam 20 nm, as unidades neuroefetoras do simpático vascular apre- sentam fendas de cerca de 100 nm. A concentração de norepinefrina nas arteríolas é da ordem de 10- μg/g de tecido seco e seu “turnover” em torno de 3 ho- ras. As varicosidades contém de 500 a 1500 vesículas sinápticas e a concentração de norepinefrina, em cada sinapse, é estimada em torno de 2.4 M. A concentração de norepinefrina no espaço extracelular é difícil de ser estimada, em condição basal e durante ativação neural. Somente uma pequena fra- ção das células musculares lisas é diretamente inervada por nervos simpáticos, o que indica que as células musculares lisas são, elétrica e mecanicamen- te, acopladas, transmitindo o sinal da ativação simpáti- ca entre si. A norepinefrina liberada na fenda liga-se a sítios lipoprotéicos (receptores) na membrana das cé- lula musculares lisas, onde a resposta vasoconstritora é deflagrada. A norepinefrina é removida da fenda por reabsorção ativa pela terminação neural e por difu- são para os capilares. Aproximadamente, 80% da
norepinefrina liberada é reincorporada ao terminal e reestocada. A quantidade que se difunde para os capi- lares é distribuída por todo o organismo e serve como um índice grosseiro da atividade do sistema nervoso simpático. Nos vasos, a norepinefrina liga-se, prevalen- temente, a receptores α-adrenérgicos causando au- mento na permeabiliade ao cálcio tanto na membrana celular como no retículo sarcoplasmático. O aumento da quantidade de cálcio intracelular inicia a contra- ção da célula muscular lisa. Em algumas regiões, existem nas células musculares lisas receptores β- adrenérgicos que, quando ativados, causam vasodila- tação. Quando a norepinefrina é infundida em teci- dos que contenham ambos, α e β receptores (mús- culo esquelético), o efeito nos receptores α predomi- na e as arteríolas se contraem. Somente quando os receptores α são bloqueados, o efeito dos receptores β predomina e a dilatação arteriolar é observada. É interessante que, quando a norepinefrina é liberada da terminação nervosa, observa-se pouco ou nenhum efeito β-adrenérgico, mesmo quando os receptores α estão bloqueados. Portanto, a norepinefrina liberada das terminações nervosas age, predominantemente, nos receptores α causando vasoconstrição. Há variações regionais significativas na respon- sividade das arteríolas à ativação simpática. Um gran- de número de fatores capacitam o sistema nervoso a influenciar o tono vascular diferencialmente nos diver- sos órgãos: 1) um fator importante refere-se à densi- dade de inervação das arteriolas, nos diversos órgãos. A inervação das arteríolas é especialmente densa em vasos da pele, órgãos esplâncnicos, músculo esquelé- tico, rins e tecido adiposo; 2) a sensibilidade do mús- culo liso vascular à norepinefrina varia de região para região, o que é, em parte, dependente da densidade de receptores α-adrenégicos nos vasos; 3) há uma heterogeneidade de receptores α-adrenérgicos entre órgãos; 4) a reabsorção de norepinefrina pela termi- nação nervosa difere de região para região; 5) a es- trutura e tamanho dos vasos varia de tecido para teci- do e contribui para a heterogeneidade das respostas à ativação simpática. Variações regionais da responsividade das ar- teríolas à atividade do simpático, também, resultam de variações nos níveis regionais do tono miogênico ba- sal. O nível de tono miogênico é variável de região para região, sendo maior no coração, cérebro e mús- culo esquelético e menor nos rins. A vasoconstrição produzida pela ativação simpática eleva a resistên- cia acima do tono basal por vasoconstrição ativa,
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fenotípicas estruturais e funcionais de várias células. A modificação destes genes está relacionda às altera- ções estruturais e funcionais, observadas em doenças cardiovasculares. Por isso a Ang II, hoje, é considera- da “fator de crescimento”. Neste novo paradigma, as substâncias vasoconstritoras como a Ang II, a endo- telina e as catecolaminas seriam substâncias pró-cres- cimento, enquanto que os vasodilatadores como o NO, o ANP e a prostaglandina PGI2 teriam ação anticrescimento. Neste contexto, a hipertensão arte- rial é considerada um distúrbio dos sistemas de con- trole onde há predominância de substâncias vasocons- tritoras, pró-crescimento, sobre as vasodilatadores, anticrescimento. A Ang II exerce a maior parte de suas funções conhecidas através da interação com o receptor do tipo AT1 (sensível ao bloqueio pelas drogas do tipo Losartan). Este receptor faz parte da família dos re- ceptores de sete domínios transmembranais, tipo ro- dopsina, ligados à proteína G. A ligação da Ang II ao receptor determina uma série de eventos bioquímicos intracelulares que resultam nas variadas funções do peptídio. A Ang II, assim como outras substâncias va- soconstritoras, têm como característica principal a mobilização de cálcio intracelular. Neste processo, ocorre a ativação de dois importantes segundos men- sageiros o inositol triposfato (IP3) e o diacilglicerol (DG), que resultam do metabolismo de fosfolipídeos da membrana celular, sob ação da fosfolipase C (PLC). A ativação de IP3 está associada à mobilização de cálcio intracelular do retículo endoplasmático, en- quanto que o DG participa da ativação da fosfokinase C (PKC). O PKC, por sua vez, pode fosforilar inúme- ras proteínas celulares que estão implicadas não só no mecanismo de contração, mas também em modifica- ção da taxa de transcrição de outros genes. A PKC fosforila proteínas, que se constituem nos terceiros e quartos mensageiros, e agem na região reguladora de diversos genes alterando sua taxa de transcrição. Es- tes eventos resultam nas alterações fenotípicas rela- cionados a crescimento (hipertrofia e hiperplasia ce- lular). Desta forma, a Ang II utiliza uma complexa rede de transdução de sinais e eventos bioquímicos intracelulares que resultam nas respostas de contra- ção e proliferação celular. A despeito do fato de o SRA estar sendo inves- tigado há quase 100 anos, à medida que novas técni- cas são incorporadas ao nosso arsenal, novas intera- ções e propriedades do sistema são apreciadas. Nes- te contexto, existem inúmeras possibilidades para ocor-
rências de alterações na regulação do sistema ou nas propriedades de um de seus componentes que podem estar associados ao desenvolvimento e manutenção da hipertensão arterial.
4.3. Vasopressina A vasopressina é um peptídio produzido por neu- rônios dos núcleos supra-ópticos e paraventricular do hipotálamo e armazenado e liberado pela neuro-hipó- fise. Os estímulos para sua liberação são aumento na osmolalidade plasmática (por ação direta, em neurôni- os osmorreceptores), hipovolemia (mediado pela ati- vação de receptores neurais de volume, localizados nas câmaras atriais cardíacas) e estresses como dor. Níveis séricos normais situam-se entre 2 e 4 pg/ml, podendo atingir 30 pg/ml, durante situações como de- sidratação severa, por exemplo. As ações da vaso- pressina no sistema cardiovascular são complexas e mediadas não apenas por efeito vasoconstritor di- reto (um dos mais potentes vasoconstritores que se conhece), mas também por efeito sobre a função car- díaca e por efeito sobre o sistema nervoso autonômico (aumenta o ganho do reflexo pressorreceptor). A ação vasoconstritora da vasopressina é mediada, através de receptores V1 das células musculares lisas dos vasos. Existem indicações experimentais que a vasopressina, por ação em receptores “V2-like” (células endoteliais ou células musculares lisas?), poderia produzir vasodi- latação. Outras evidências indicam que essa vasodila- tação pode ser mediada pela liberação do óxido nítrico pela vasopressina. A ligação da vasopressina a recep- tores vasculares V1 desencadeia aumento de cálcio intracelular, através da ativação de fosfoinositídios. A ação vasoconstritora da vasopressina é variável, de- pendendo do território. Vasos da musculatura esque- lética e pele são os mais sensíveis à ação vasoconstritora da vasopressina, enquanto vasos re- nais são pouco sensíveis. Apesar de ser um potente vasoconstritor, a contribuição da vasopressina para o tono vascular normal é discutível. Os leitos vasculares mais sensíveis à ação vasoconstritora da vasopressina respondem com algum grau de vasoconstrição, quan- do os níveis hormonais atingem valores em torno de 10 pg/ml que, como discutido anteriormente, encontram- se bem acima dos níveis basais. Infusões crônicas de vasopressina, mesmo em doses bastante elevadas, não produzem grandes alterações na pressão arterial. No entanto, outros fatores contribuem para a ausência de elevações sustentadas da pressão arterial durante in- fusões de AVP. Assim, ao mesmo tempo que age como
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potente vasoconstritor, a vasopressina faz o débito cardiaco diminuir. Isso associado ao escape da reten- ção de volume de fluido extracelular, durante infusões crônicas do hormônio, explicam a ausência de eleva- ção sustentada da pressão arterial. Apesar do grande número de evidências, em contrário, há indicações de que esse hormônio possa contribuir no controle tônico da circulação, senão dire- to, ao menos por mecanismos indiretos. Administra- ção de antagonistas específicos dos receptores V1 da vasopressina, produz queda discreta, mas consistente da pressão arterial.
4.4 Endotelinas
As endotelinas são uma família de peptídios vasopressores (ET-1, ET-2,e ET-3) potentes consis- tindo de 21 aminoácidos e duas pontes dissulfeto pro- duzidos pelas células endoteliais. O peptídio de 21 amino-ácidos é derivado de precursor de 39 amino- ácidos que, por sua vez, é produto da preproendoteli- na de 202 amino-ácidos. Das várias isoformas da en- dotelina apenas a isoforma ET 1 é sintetizada no endo- télio. A liberação da ET 1 em preparações de anéis de aorta é inibida pelo óxido nítrico. Sua ação biológica é mediada por receptores de membrana que influenci- am diferentes mecanismos de mensageiros intracelularmente, dependendo do tipo celular em que está localizado. Foram clonadas duas isoformas de re- ceptores da endotelina ET (^) A e ETB. O receptor ET (^) A é distribuído em tecidos como músculo vascular liso, coração, pulmões e intestinos, enquanto o receptor ETB é encontrado em células endoteliais, cérebro, pulmões e rins. Nos tecidos vasculares, os receptores ET (^) A das células musculares lisas são mediadores de vasocons- trição parácrina, enquanto os receptores ET (^) B são mediadores, nas células endoteliais, de funções autócrina da endotelina que resulta em liberação de óxido nítrico. Recentemente, o receptor ETB foi en- contrado em células musculares lisas e tem demons- trado contribuir para a vasoconstrição mediada, pre- dominantemente, pelos receptores ET (^) A. ET (^) A e ET (^) B (são receptores da mesma classe), constituídos de sete domínios “transmembrana” e conectados a proteínas G intracelulares. As ações primárias em concentra- ções nanomolares são ativação da fosfolipase C, atra- vés de ativação de proteína G (^) q, induzindo à formação de inositol trifosfato e aumento de cálcio intracelular transitório e conseqüente contração muscular. Esse estágio é seguido por uma contração sustentada, bem como por elevação sustentada do cálcio intracelular. Os receptores ET (^) A e ET (^) B exercem efeitos opostos na
adenilciclase. O receptor ETA estimula a adenilciclase, via proteína Gs, e o receptor ET (^) B é acoplado negativa- mente à adenilciclase, presumidamente via proteína Gi. Portanto, o aumento na concentração intracelular de AMPcíclico, produzido pela estimulação de ETA, pode atenuar contração induzida por ativação da fosfolipa- se C. A estimulação autócrina de ET (^) B nas células endoteliais resulta em liberação de óxido nítrico e pode induzir relaxamento vascular. Assim, a ação vasoconstritora da endotelina pode ser atenuada pela liberação de óxido nítrico pela células endoteliais, induzida pela estimulação de receptores ET (^) B. Ao ní- vel sistêmico, a ação vasoconstritora das endoteli- nas pode ser modulada por interferência direta ou in- direta das endotelinas na secreção e/ou ação de fato- res como renina, fator natriurético atrial, vasopressina e bomba de sódio/potássio. As endotelinas são secretadas por via constitu- tiva, indicando que a síntese de endotelinas é, predo- minantemente, regulada em um passo transcricional, mais que por processos de secreção. A expressão gê- nica do gen das endotelinas é estimulada por numero- sos fatores que incluem, angiotensina II, vasopressina, forbol éster, trombina, epinefrina e insulina. O meca- nismo exato, pelo qual alterações no fluxo ou pressão arterial afetam a regulação da produção e secreção de endotelinas pelo endotélio, permanece desconheci- do. Apesar de alguns resultados controvertidos, ob- tidos por alguns autores em diferentes modelos expe- rimentais, em geral, demonstrou-se que o atrito em faixas fisiológicas diminui a produção de endotelinas por células endoteliais. Apesar de ser tentador especular que um po- tente agente vasoconstritor como a endotelina possa estar envolvido na patogênese de afecções cardiovas- culares, o detalhe dessa participação é pouco conhe- cido. Níveis plasmáticos elevados de endotelina foram encontrados em grupos de pacientes com hipertensão essencial e hipertensão induzida por ciclosporina. No entanto, a elevação do nível plasmático de endotelina não, necessariamente, leva a aumento sustentado da pressão arterial. Infusão crônica de endotelina em ratos não produz hipertensão sustentada, o mesmo ocorrendo com ratos transgênicos, produzidos pela adição de cópia do gen ET-2 humano da endotelina. Isso indica que a elevação dos níveis plasmáticos de endotelinas na hipertensão arterial essencial e na hi- pertensão induzida por ciclosporina exercem apenas papel coadjuvante na patogênese ou se elevam, se- cundariamente, durante o estabelecimento do proces- so hipertensivo.
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5.3 Peptidio natriurÈtico atrial
O peptídio natriurético atrial (ANP) é secretado, primariamente, por miócitos atriais em resposta ao estiramento local dos átrios. As ações combinadas do ANP nos vasos, rins e adrenais reduzem, tanto aguda como cronicamente, a pressão arterial, assim como o volume intravascular. A redução da pressão arterial é conseqüência da redução da resistência vascular (em parte mediada por relaxamento direto do músculo vas- cular liso), diminuição do débito cardíaco e diminuição do volume intravascular. Nos rins, o ANP age em re- ceptores específicos dos microvasos renais e epitélio tubular, induzindo hiperfiltração, inibição do transpor- te de sódio e supressão da secreção de renina, todos responsáveis por produzir diurese e natriurese. O ANP, também, diminui a pressão arterial e o volume intra- vascular por inibir a síntese de aldosterona tanto, indi- retamente, por inibir a secreção de renina como, dire- tamente, por ação nas células da camada glomerulosa da adrenal. Finalmente, o ANP facilita a transudação de líquido para o interstício, o que contribui para a re- dução do volume intravascular. Experimentos in vitro e in vivo sobre o efeito vasodilatador do ANP são conflitantes. Apesar de pro- duzir relaxamento vascular em preparações de vasos de condutância em preparações in vitro , não existem estudos conclusivos demonstrando que o ANP induz vasodilatação em vasos que regulam a resistência pe- riférica. Em ratos não anestesiados, dependendo do tono basal e da atividade de sistemas pressores, infusões de ANP aumentam o fluxo sanguíneo nos pulmões, coração, baço, leito mesentérico e rins, sem altera- ções significativas no fluxo cerebral, pele e músculos esqueléticos. No entanto, a resistência periférica total aumenta, durante infusões de ANP, seu efeito hipo- tensor devendo-se mais à queda no débito cardíaco. Em ratos com bloqueio farmacológico do simpático, infusões de ANP levam à diminuição da resistência vascular, indicando que as ações do ANP dependem do nível basal da atividade autonômica dos animais. Como outros peptídios, o ANP liga-se a sítios estereoespecíficos da superfície celular para evocar respostas fisiológicas nas células alvo. Essa interação hormônio-receptor, por sua vez, ativa a guanilato ciclase associada à membrana celular, convertendo o MgGMP em GMP cíclico. O GMP cíclico por sua vez, estimula “proteínas kinases” dependentes de GMP cíclico, que são as responsáveis pela fosforilação de um grande número de proteínas intracelulares, evento bioquímico que é essencial para a expressão das ações fisiológi-
cas do ANP. Além disso, o ANP também inibe a ativi- dade da adenilato ciclase em alguns tecidos, o que in- dica a possibilidade que alguns efeitos fisiológicos do ANP sejam devidos à interação com agonistas estimuladores de AMP cíclico.
- O COMPONENTE GEN…TICO E O COMPONEN- TE AMBIENTAL
Nosso código genético está armazenado em 23 pares de cromossomos que contém cerca de 100 mil genes, responsáveis pela produção de cerca de 100 mil proteínas utilizadas não só para a constituição do organismo como, muito especialmente, nos comandos que irão regular as diferentes funções, inclusive os múltiplos componentes de regulação da pressão arte- rial. Uma alteração genética transmitida aos descen- dentes poderá ser responsável pela hipertensão? Essa pergunta fundamental foi respondida de forma brilhante pelos pesquisadores japoneses Okamoto e Aoki que, na década de 60, desenvolveram por acasalamento uma linhagem de ratos (SHR de spontaneous hipertensive rats ou “rato com hipertensão espontâ- nea”) que, sistematicamente, tornam-se hipertensos aos três ou quatro meses de vida. Os ratos não nas- cem hipertensos, mas assim como ocorre no homem, desenvolvem hipertensão quando atingem certo grau de maturidade. Interessante, também, é que a patolo- gia da hipertensão nesses animais é muito semelhante à hipertensão humana, isto é, a sobrecarga de pres- são, com o tempo, compromete o coração, os rins e o cérebro. Como identificar os genes responsáveis pela hipertensão no rato SHR? Estudos recentes, utilizan- do de modernas metodologias de biologia molecular, procuram identificar nos netos de ratos nascidos de um avô normotenso e de outro hipertenso puros, quais os genes associados à hipertensão que são transmiti- dos. A tarefa é difícil porque deve-se dispor de mar- cadores, distribuídos em todos os cromossomos para identificar os fragmentos originados do ancestral hipertenso ou normotenso e que contêm os genes res- ponsáveis pela hipertensão. Cinco segmentos, distri- buídos nos 21 pares de cromossomos do rato, mostra- ram-se significantes na determinação da hipertensão associada à sobrecarga de sal. Isso significa que, em cada uma das regiões, deve existir pelo menos um gen ligado ao complexo sistema de regulação da pres- são arterial contribuindo para a hipertensão. Essa abor- dagem vem permitindo elucidar a base molecular dos defeitos que promovem a hipertensão no rato, e tem
Fisiopatogenia da hipertens„o arterial.
fornecido informações vitais para identificarmos se esses mesmos fatores são importantes na hipertensão humana. A utilização do rato, como modelo de hiperten- são genética, é muito importante, uma vez que o seu ciclo de vida e o tempo para reprodução são muitíssi- mos menores que os do homem. Além disso, no rato, podemos obter linhagens geneticamente idênticas, fi- xando-se assim o componente genético dos estudos. A partir daí, pode-se controlar no laboratório as variá- veis ambientais (como o sal e o estresse) e fazer estu- dos sistematizados, impossíveis de serem realizados no homem. Essa espécie, assim como o camundongo, também vem sendo usado para o desenvolvimento de animais transgênicos, onde um gen específico tem sua produção aumentada, através da incorporação de uma ou mais cópias no genoma animal. Várias técnicas podem ser utilizadas, mas a mais freqüente é injetar- se o segmento de DNA contendo o gen de interesse em um óvulo fertilizado que, posteriormente, é reintroduzido em uma rata pseudográvida que levará a gestação a termo. A incorporação do DNA ao ge- noma é um processo aleatório e não se tem controle sobre o número de cópias ou do local onde este mate- rial foi introduzido no genoma (pode ocorrer em qual- quer dos 21 pares de cromossomos do rato ou camun- dongo). Existem, no entanto, técnicas para identificar os animais em que a incorporação ocorre. No caso de hipertensão arterial, o uso de ani- mais transgênicos tem sido muito útil para demons- trar, no animal inteiro, as repercussões do aumento da expressão de um determinado gen sobre os diversos sistemas que controlam a pressão arterial. Notada- mente, o exemplo mais bem conhecido é o do rato transgênico, contendo cópias extras do gen da renina de camundongo desenvolvido por Mullins e Ganten. Estes animais apresentam um quadro hipertensivo que responde ao tratamento com inibidores da enzima de conversão. Surpreendentemente, os níveis plasmáticos e renais de renina são baixos, enquanto que a renina na adrenal está aumentada. Estes resultados indicam dois aspectos muito importantes. Primeiro, a disfun- ção de um único gen, o gen da renina, resulta no de- senvolvimento de um quadro hipertensivo importante. Segundo, a disfunção do sistema renina/angiotensina limitou-se à adrenal e, talvez, a alguns centros de sis- tema nervoso, sugerindo um papel importante dos sitema renina/angiotensina teciduais para o desenvol- vimento da hipertensão. Um outro modelo de animal, geneticamente, manipulado que vem sendo utilizado é o dos camun-
dongos “Knock out” onde um determinado gen é su- primido, através de troca do gen normal por um modi- ficado e sem função. Isto é obtido pelo processo de recombinação homóloga. Este procedimento ocorre com freqüência ainda menor do que a incorporação do transgene, mas sua principal diferença é que a re- tirada e a incorporação do fragmento de DNA, con- tendo o gen modificado, ocorrem no local de origem daquele gen. Este procedimento, também, pode ser feito por microinjeção, mas, ao invés de se utilizar um óvulo fertilizado, usa-se uma célula multipotente (stem cell). Os animais são selecionados e cruzados para obtenção de homozigotos onde as duas cópias do gen são “nocauteadas”. Utilizam-se estes animais para es- tudar a função de um gen, através da sua supressão. É importante considerar, entretanto, que se este gen for fundamental para a fase de desenvolvimento dos animais eles não sobreviverão, e o experimento não poderá ser realizado. Recentemente, foi observado que a eliminação do gen da endotelina não era compatível com o desenvolvimento dos animais, pois segmentos cranio faciais parecem ser dependentes da integrida- de deste gen para o completo desenvolvimento. Um outro aspecto importante é que existe redundância entre os sistemas que controlam as diferentes fun- ções no organismo e portanto, o efeito da remoção isolada de um gen pode ser mascarado por mecanis- mos compensatórios que procuram manter a função. Os camundongos “knock out” têm produzido resultados interessantes para a compreensão dos di- versos sistemas de controle de pressão arterial. Por exemplo, a eliminação de uma das cópias do gen do peptídio atrial natriurétrico faz com que os animais res- pondam com aumento de pressão arterial à sobrecar- ga salina, demonstrando de forma inequívoca a im- portância do sistema para a homeostasia do metabo- lismo de sal e água. Os animais com eliminação do gen da ECA e da NO sintetase endotelial têm diminui- ção significativa dos níveis pressórios basais. Re- centemente, Oliver Smithies e colaboradores modifi- caram esta técnica para permitir não só a eliminação de um gen mas, também, a incorporação de uma có- pia normal de um determinado gene no seu local origi- nal, resultando na sua duplicação. É importante enfa- tizar que, neste procedimento, há incorporação do gen completo, incluindo tanto a região codificadora quanto a regulatória, resultando na sua duplicação. Desta for- ma, pode-se obter animais com 0, 1, 2, 3 e 4 cópias do mesmo gen na sua localização correta, permitindo es- tudos de “dosagem gênica”. A motivação para este estudo se originou da observação do grupo de Corvol
