Hipertensão arterial: o endotélio e suas múltiplas funções

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Carvalho MHC, Nigro D, Lemos VS, Tostes RCA, Fortes ZB Rev Bras Hipertens vol 8(1): janeiro/março de 2001

Hipertensão arterial: o endotélio e suasmúltiplas funções

Maria Helena Catelli Carvalho, Dorothy Nigro, Virginia Soares Lemos,Rita de Cássia Aleixo Tostes, Zuleica Bruno Fortes

Resumo

O endotélio sadio exerce funções anticoagulante,vasodilatadora e antiinflamatória que são essenciais para amanutenção da homeostasia. Em várias doençascardiovasculares, entre elas a hipertensão arterial, ocorredisfunção endotelial. O endotélio normal tem função protetoracontra o desenvolvimento de lesões vasculares mantendo avasodilatação, inibindo a agregação plaquetária, a adesãoleucocitária e a proliferação das células musculares lisas.Essas ações são exercidas principalmente pelo óxido nítrico,considerado o mais importante fator endotelial, ou EDRF (doinglês Endothelial-Derived Relaxing Factor), ao lado daprostaciclina e do fator hiperpolarizante derivado do endotélio.O endotélio pode também gerar fatores contráteis conhecidospor EDCFs, como as endotelinas, a angiotensina II, as pros-

Palavras-chave: Hipertensão arterial; Endotélio; Funções endoteliais.

Recebido: 20/10/00 – Aceito: 13/12/00 Rev Bras Hipertens 8: 76-88, 2001

taglandinas vasoconstritoras e espécies reativas de oxigênio.A disfunção endotelial na hipertensão leva a desequilíbrio daprodução/liberação dos fatores contráteis e relaxantes e: 1)provoca diminuição da geração de óxido nítrico/aumento dasespécies reativas de oxigênio, aumentando dessa forma otônus vascular; 2) contribui para o aumento da permeabilidadevascular levando à formação de edema subendotelial; 3)aumenta a expressão de moléculas de adesão comconseqüente aumento da aderência leucocitária à paredevascular; 4) acelera a coagulação intravascular; 5) aumentaa proliferação de células musculares lisas, levando àhipertrofia/hiperplasia da parede vascular. Torna-se evidenteassim que o endotélio tem papel central na hipertensão,controlando a permeabilidade vascular, a adesão leucocitária,a proliferação de células musculares lisas, a coagulação e oequilíbrio entre fatores endoteliais (os EDRFs e os EDCFs).

Correspondência:Maria HelenaAv. Prof. Dr. Lineu Prestes, 1524. 2o andar – sala 217 – Cidade UniversitáriaCEP 05508-900 – São Paulo, SP

IntroduçãoO conhecimento sobre o endotélio

está em constante evolução. Consi-derá-lo como camada inerte é hoje

obsoleto e mesmo o conceito de queé interface ativa entre o que estádentro e o que está fora do vasosanguíneo está se tornando desa-tualizado. O endotélio não apenas

controla o tráfego de pequenas egrandes moléculas, e mesmo célulasinteiras, também mantém a estruturada parede vascular. O endotélio con-trola a dilatação e a contração local,

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ração desses fatores, sendo a pro-dução dos fatores relaxantes maisimportante, sobrepujando o efeitodos agentes contráteis. No entanto,em diversas condições patológicas,como na hipertensão arterial, esseequilíbrio é alterado com uma con-seqüente atenuação dos efeitos va-sodilatadores do endotélio. Essa di-minuição aparente do relaxamentovascular dependente dos fatoresendoteliais é chamada de disfunçãoendotelial.

Os mecanismos implicados nadisfunção endotelial encontrada nahipertensão são multifatoriais eparecem depender do tipo de hiper-tensão desenvolvida, da sua duração edo leito vascular estudado. Os seguintesmecanismos foram propostos: 1)Diminuição na liberação de NO,prostaciclina e/ou EDHF; 2) sensi-bilidade diminuída do músculo lisovascular ao NO, prostaciclina e/ouEDHF; 3) disfunção na via de trans-dução de sinais dos fatores relaxantesendoteliais; 4) aumento da produção dePGH2, tromboxana A2, endotelina-1 e/ou dos ânions superóxido.

Principais fatoresendoteliais responsáveispelo controle do tônusvascular

Óxido nítricoEm 1980, Furchgott e Zawadzki

descobriram que o endotélio liberavaum fator capaz de relaxar a muscula-tura lisa vascular1, que mais tarde foiidentificado como sendo o NO2-5. ONO desempenha um papel de fun-damental importância na regulação dotônus vascular e da homeostasia, oque pode ser verificado através devárias observações: 1) a inibição daNO sintase (NOS) diminui drastica-mente a vasodilatação dependente deendotélio, principalmente nos vasosde condutância; 2) a administração

aguda de inibidores da NOS podeproduzir vasoconstrição, enquanto otratamento crônico de ratos com essescompostos induz hipertensão arterial6;3) camundongos que não possuem ogene da NOS endotelial (NOSe)apresentam pressão arterial maiselevada que seus controles7.

A biossíntese do óxido nítrico é feitapela NOS, uma enzima dimérica quecontém um grupamento heme e requeras flavinas FAD e FMN, bem como ocofator pteridina (6R)-5,6,7,8-te-trahydro-L-biopterina (H4biopterina)para catalisar a oxidação da L-arginina8.A NOSe é uma enzima constitutivaativada por um aumento na concen-tração intracelular de íons cálcio (Ca2+),induzido por agonistas como aacetilcolina, catecolaminas, ATP,substância P, Ang II, ou por estímulosfísicos, como a força de cisalhamento(shear stress;9). A ativação da NOSetambém pode acontecer independen-temente de um aumento na concen-tração de Ca2+ via mecanismos depen-dentes da tirosina kinase (para revisão,consultar a referência 10).

O relaxamento da musculatura lisavascular pelo NO envolve a estimu-lação da enzima guanilil ciclase solúvelcom o conseqüente aumento na pro-dução de GMP cíclico11. Este, por suavez, estimula a quinase dependente deGMP cíclico (PKG) que por diversosmecanismos promove um relaxamentoda musculatura lisa vascular. A PKGpode ativar canais de K+ induzindohiperpolarização ou estimular a saídade Ca2+ do citoplasma da célula, o queleva à vasodilatação12. A PKG pode,igualmente, diminuir a sensibilidade damaquinaria contrátil ao Ca2+, diminuindoa contração muscular12. A ativação decanais de K+ diretamente pelo NO semenvolver a participação do GMP cíclicotambém já foi descrita13.

ProstaciclinaA contribuição da prostaciclina

para a vasodilatação dependente de

seja em resposta a alterações dofluxo sanguíneo ou a agentesvasoativos. O endotélio ainda contribuipara a formação do coágulo natentativa de reparar uma lesão vas-cular e também para remoção domesmo se isso for necessário; promo-ve o crescimento de novos vasossanguíneos e a dilatação de ramoscolaterais quando o sangue deve serdesviado para áreas isquêmicas;direciona ainda o sangue de capilaresou promove o fechamento destesquando não estão perfundidos.

O endotélio está estrategicamentesituado na parede vascular para:

• atuar como sensor de alteraçõeshemodinâmicas;

• transmitir sinais que recebe decélulas e da matriz extracelular;

• produzir mediadores que inter-ferem com crescimento, atividade,migração e morte de células;

• manter as alterações adaptativasde forma que elas se adeqüem àsexigências circulatórias.

O endotélio tem papéis múltiplos eimportantes em eventos fisiológicos efisiopatológicos como na hipertensãoarterial.

Endotélio e o controle dotônus vascular

O endotélio controla o tônus damusculatura lisa vascular pela produçãode mediadores que podem produzirvasodilatação ou vasoconstrição. Osprincipais fatores relaxantes derivadosdo endotélio são o óxido nítrico (NO), ofator hiperpolarizante derivado doendotélio (EDHF) e a prostaciclina.Entre os fatores contráteis, os principaissão a prostaglandina H2 (PGH2), atromboxana A2, a angiotensina II (AngII), a endotelina-1 (ET-1) e os ânionssuperóxido ou espécies reativas de oxi-gênio (ROS).

Em condições fisiológicas existeum equilíbrio preciso entre a libe-

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endotélio é usualmente pequena. Suaação depende da presença de re-ceptores específicos na parede dascélulas musculares lisas vasculares.A estimulação dos receptores daprostaciclina leva a uma estimulaçãoda adenilil ciclase produzindo umaumento de AMP cíclico e estimu-lação da proteína quinase dependentede AMP cíclico (PKA) no músculoliso vascular. A PKA tem um efeitosemelhante a PKG, podendo ativarcanais de K+ sensíveis ao ATPinduzindo hiperpolarização e estimulaa saída de Ca2+ do citosol inibindo amaquinaria contrátil.

Fator hiperpolarizante derivadodo endotélio (EDHF)

Além do NO e da prostaciclina, oendotélio vascular produz um terceirofator relaxante que produz hiper-polarização no músculo liso vascular,resistente a inibidores da ciclooxi-genase e da NOS14-17. Esse tipo derelaxamento dependente do endotélioé observado sem nenhum aumentonos níveis intracelulares de nucleotí-deos cíclicos (GMPc e AMPc) nascélulas musculares lisas18-21. Acontribuição do EDHF para a vasodi-latação dependente do endotélio émaior nos vasos sanguíneos de resis-tência do que nas grandes artérias22.

Apesar do importante papel fisio-lógico que desempenha no controle dotônus vascular, a identidade químicado EDHF até hoje é desconhecida e apossibilidade da existência de váriosEDHFs já foi levantada23. Algunsestudos apontam os ácidos epoxieico-satrienóicos, metabólitos do ácidoaraquidônico derivados da citocromoP450 monoxigenase, como prováveiscandidatos24. Outros estudos suge-riram que nas artérias mesentérica ecoronária de rato, o EDHF seria aanandamida25-27, um derivado do ácidoaraquidônico suspeito de ser o liganteendógeno dos receptores canabinóidesCB1

28. Finalmente, várias outras

moléculas como monóxido de carbono,radicais hidroxil e peróxido dehidrogênio20 também foram descritascomo tendo efeitos hiperpolarizantesdependentes do endotélio vascular. Oefeito vasodilatador do EDHF émediado pela ativação de canais deK+ na musculatura lisa vascular quehiperpolariza a membrana e diminui aconcentração de Ca2+ no interior dacélula muscular lisa do vaso. O tipo decanal de potássio ativado ainda nãoestá complemente elucidado, mascanais de K+ ativados por Ca2+ pare-cem estar envolvidos30.

Prostaglandinas vasoconstritorasEm condições fisiológicas a pros-

taciclina, prostaglandina vasodilatadora,é o principal metabólito endotelial derivadodo ácido araquidônico gerado pela via daciclooxigenase23. No entanto, tambémexiste a formação de pequenasquantidades de prostanóides vaso-constritores como a prostaglandina H2(PGH2) e o tromboxane A2

31. Em cir-cunstâncias normais, o efeito vaso-constritor da PGH2 e do tromboxane A2é mascarado pelo efeito vasorrelaxanteda prostaciclina, do NO e do EDHF32.

O trombraxane espéciesreativas do oxigênio

O nosso organismo utiliza o O2 ereações de oxidação para o forne-cimento de energia e para a defesacontra invasores. A maioria do O2utilizado no metabolismo aeróbico éreduzida diretamente a H2O pelocomplexo citocromo oxidase, que evitaa formação de produtos intermediários.No entanto, uma série de interme-diários oxigenados reativos é formadaatravés de uma outra via que envolvea produção do radical livre O2

- (ânionsuperóxido) pela redução de um elétrondo oxigênio molecular33. O O2

- podeagir como um agente oxidante, sendoreduzido a H2O2, ou como agenteredutor, doando o seu elétron extra aoNO para formar peroxinitrito (ONOO-).

Em condições fisiológicas, a quan-tidade de enzima superóxido dismutase(SOD) assegura que a primeira reaçãoocorra preferencialmente34. Contudo,em condições de estresse oxidativoquando as células são expostas a níveisexcessivos de espécies oxigenadasreativas, quantidades significativas deO2

- reage com o NO para formarONOO-35. Nesse caso, haverá umadiminuição da biodisponibilidade deNO endotelial, diminuindo o seu efeitovasorrelaxante, somado ao próprioefeito vasoconstritor do O2

-36-37, alémdas conseqüências deletérias doONOO-34.

Existem evidências na literaturade que em condições patológicas,como na hipertensão arterial, aprodução de NO não é alterada, massim a sua biodisponibilidade devido àinativação oxidativa resultante daexcessiva produção de O2

- na paredevascular38. Dessa forma, seria oequilíbrio entre o NO e O2

- maisimportante do que os níveis absolutosde cada um sozinho.

EndotelinasEndotelinas (ETs) são peptídeos

de 21 aminoácidos produzidos por vá-rios tecidos. Foram inicialmente des-critas por Hickey et al. que demons-traram a presença de uma substânciavasoconstritora no sobrenadante decélulas endoteliais em cultura39 e, aseguir, caracterizadas por Yanagisa-wa et al.40.

Três diferentes isoformas de ETsestão identificadas, ET-1, ET-2, ET-3,e vários são os estímulos que aumen-tam os níveis de RNAm do pré-pró-peptídeo ET-1 pelas células endoteliais:trombina, adrenalina, Ang II, bradi-cinina, hipóxia, lipoproteínas de alta ebaixa densidade, insulina, isquemia,tensão de cisalhamento e fatores decrescimento39. A ET-1 é secretadaprincipalmente na direção abluminal eatua de maneira autócrina e parácrinaem células próximas, como células

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musculares lisas, células do miocárdioe células do tecido conectivo.

Três subtipos de receptores paraET foram clonados: ETA, ETB e ETCe, através de ensaios farmacológicos,alguns subtipos foram identificados:ETA1, ETA2, ETB1 e ETB2. O subtipoETA apresenta maior afinidade paraET-1, é expresso principalmente emcélulas dos músculos liso vascular ecardíaco, enquanto o subtipo ETB, comafinidade para as 3 isoformas de ET,é expresso em células endoteliais, re-nais e também no músculo lisovascular. Ambos os subtipos perten-cem às superfamília de receptoresacoplados às proteínas que ligam nu-cleotídeos de guanina (proteínas G).Sua ativação promove despolarização

da membrana plasmática, aumento daconcentração intracelular de Ca2+,contração vascular, liberação defatores endoteliais, síntese de DNA ecrescimento celular (figura 1), comoserá posteriormente discutido39.

A ET-1 é o mais potente vasocons-tritor descrito até o momento, tantoem vasos de maior calibre40 quanto namicrocirculação41. As ETs promovemvasodilatação em artérias isoladas etambém in vivo. Essa vasodilatação édependente da presença do endotéliovascular e mediada pela ativação dereceptores ETB na célula endotelial(Figura 1).

Camundongos nos quais o gene daET-1 foi deletado ou impedido de seexpressar apresentam má formação

dos tecidos craniais, com alteraçõesnas mandíbulas, e também má forma-ção cardiovascular, incluindo inter-rupção do arco aórtico, alterações daformação da artéria subclávica e septoventricular, além de retardamento dodesenvolvimento do endocárdio42, oque sugere envolvimento das ETs naformação do sistema cardiovascular.A ausência de ET-1 promove elevaçãoda pressão arterial, e não diminuiçãocomo seria esperado, o que pode serexplicado pelas condições de hipóxia,hipercapnia e conseqüente ativaçãodo sistema simpático a que estesanimais estão submetidos. Correçãoda hipóxia promove normalização dapressão arterial nesses animais.

A isoforma ET-3 e os receptoresETB são importantes para o desenvol-vimento normal dos neurônios mioen-téricos, uma vez que camundongosknock-out para ET-3 e para recepto-res ETB desenvolvem megacolon agan-glionar. Recentemente, foi demonstradoque os receptores ETB conferem pro-teção ao sistema cardiovascular. Ratosknock-out para receptores ETB exi-bem agravamento da hipertensão indu-zida por desoxicorticosterona e sal etambém hipertrofia cardíaca e vascularmuito mais acentuada.

Angiotensina IIA Ang II é um peptídeo derivado

da proteína precursora angiotensino-gênio através da ação seqüencial devárias enzimas. Na via clássica dosistema renina-angiotensina (SRA), oangiotensinogênio é clivado pelaenzima renina gerando angiotensina I(Ang I) que, por sua vez, sofre ação daenzima conversora de angiotensina(ECA) originando a Ang II. Essasreações ocorrem no plasma e emvários tecidos como rins, cérebro,glândulas adrenais, ovários, músculoliso vascular e células endoteliais.Existem outras vias para formação deAng II que não envolvem ação daECA. Três subtipos de receptores

Figura 1 – A estimulação de receptores ET-1 ou de receptores Ang II em célulasmusculares lisas ativa várias vias de sinalização: 1) ativação de proteínas que se ligama nucleotídeos de guanina (prot. G) e da enzima fosfolipase C (PLC) que clivafosfolipídeos de membrana gerando diacilglicerol (DAG) e trifosfato de inositol (IP3),moléculas que promovem aumento de cálcio (Ca2+) intracelular e ativação da proteínaquinase C (PKC); 2) ativação de receptores tirosina quinase (rec.TK) que promovefosforilação e ativação da proteína Shc que, por sua vez, ativa uma proteína G de baixopeso molecular (Ras), responsável pela ativação da cascata de proteínas quinasesativadas por mitógeno (MAPK). Esses eventos intracelulares modificam a curto oulongo prazo as funções celulares, gerando, por exemplo, contração ou crescimento/proliferação dessas células. O NO promove efeitos opostos tanto sobre o tônus comosobre a proliferação celular, modulando a atividade de proteínas que promovemextrusão de Ca2+ ou proteínas envolvidas na regulação do ciclo celular como Cdks(proteínas quinases dependentes de ciclina) e ciclinas, como descrito no texto.

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para Ang II são conhecidos até omomento: AT1A, AT1B e AT2. A maio-ria dos efeitos fisiológicos da Ang II émediada pela ativação de receptoresdo subtipo AT1, enquanto poucosefeitos, geralmente opostos àquelesdesencadeados pela ativação de AT1,têm sido atribuídos à ativação dereceptores AT2. Os receptores paraAng II também pertencem à superfamília de receptores acoplados aproteínas G e, no caso dos receptoresAT1, o acoplamento ocorre via pro-teínas Gq. Conseqüentemente, aestimulação de receptores AT1 ativaa PLC, aumenta os níveis de DAG eIP3, eleva a concentração de Ca2+

intracelular e promove ativação devárias quinases modulando as funçõescelulares. A Ang II também estimulao crescimento celular através defosforilação de tirosina quinase econseqüente ativação de proteínasenvolvidas na transcrição do DNA(Figura 1). Entre as ações da Ang IIpodemos citar contração e prolife-ração de células do músculo lisovascular, aumento da contratilidade eindução de hipertrofia cardíaca,estimulação da secreção de aldos-terona e liberação de vasopressina,

aumento da descarga do sistemanervoso simpático, inibição daliberação de renina, entre outras43, 44.

Disfunção endotelial e tônusvascular na hipertensão arterial

Na maioria dos modelos experi-mentais de hipertensão arterial a vaso-dilatação dependente de endotélio éseveramente reduzida45,46. No entan-to, os mecanismos envolvidos em taldisfunção endotelial variam bastantedependendo do modelo utilizado. Naaorta e nas artérias mesentéricas deratos espontaneamente hipertensos(SHR) existe um aumento na liberaçãode fatores endoteliais contráteisderivados da ciclooxigenase (ex.:PGH2) em resposta à acetilcolina e àAng II47-50. Já em ratos Dahl, quedesenvolvem hipertensão arterial sen-sível ao sal, a diminuição da vasodi-latação dependente de endotélio não édevida a um aumento na secreção defatores contráteis endoteliais, mas sim auma diminuição da responsividade dascélulas musculares lisas vasculares aoNO51. Uma diminuição na produçãode NO, conseqüente a uma diminuiçãoda atividade da NOSe, também foidescrita nesse tipo de rato52. Ao

contrário, em SHR, existe um aumentona atividade basal da NOS dependentede Ca2+ 53-55, mesmo que a vasodila-tação dependente de endotélio estejadiminuída, conforme discutido acima.Apesar da maior produção de NObasal, uma diminuição na expressão eatividade da guanilil ciclase solúvel foidescrita no músculo liso vascular deSHR56,57. Diminuição da atividade,mas não da expressão, da guanililciclase em ratos transgênicos do tipomRen-2 também foi descrita58.

Uma redução na liberação doEDHF também pode estar envol-vida na disfunção endotelial encon-trada na hipertensão arterial, umavez que a vasodilatação em SHRdependente do EDHF encontra-sediminuída59.

Pesquisas recentes apontam paraum importante papel do O2

- nafisiopatologia da hipertensão arterial.Aumento da produção de O2

- foidemonstrado em células endoteliais esegmentos de aorta de SHR estimu-lados com Ang II. No último modelo,tratamento com a enzima SODnormalizou a produção de O2

- na aortae a pressão arterial38. Na microcir-culação de SHR, a diminuição dorelaxamento dependente de endotéliopor estimulação com a acetilcolinaocorre concomitantemente ao aumen-to da produção de O2

-35,60,61. Autilização de técnicas que permitem amedida direta do NO nas célulasendoteliais e anéis de aorta de ratoshipertensos mostrou uma diminuiçãoda liberação de NO após estimulaçãocom o ionóforo de Ca2+ A23187, sen-do esta diminuição corrigida pelaSOD60,62. Esses resultados sugeremque reações entre o NO e O2

- sãoimportantes na diminuição da vaso-dilatação dependente de endotélio nahipertensão. Existem evidências deque o aumento na formação de O2

-

está associado à insuficiente interaçãoda NOS constitutiva com a tetrahidro-biopterina63.Figura 2. Esquema representativo do comportamento leucocitário.


COMPORTAMENTO LEUCOCITÁRIO E MOLÉCULAS DE ADESÃO

Rolagem Adesão MigraçãoIntegrinasSelectinas

Ativaçãoendoterial

Ativaçãoleucocitária

Quimiotaxia/Ativação

Imunoglobulinas(ICAMs)

Estímulo

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Endotélio e o controle docrescimento da paredevascular

Entre os principais fatores endote-liais responsáveis pelo controle da proli-feração vascular citam-se o NO, aET-1 e a Ang II.

Óxido nítrico

O NO modula o crescimento decélulas musculares lisas por mecanis-mos dependentes e independentes deGMP cíclico64,65. O NO inibe o cresci-mento de células musculares lisas eesse efeito é mediado pela inibição deproteínas envolvidas na regulação dociclo celular como Cdks (proteínasquinases dependentes de ciclina) eciclinas (proteínas sem atividadeenzimática, cujas concentrações variamde maneira cíclica, que ativam as Cdks),bem como pela ativação da proteínap21Cip1 (inibidor de Cdk)66,67 (Tabela 1).

Doadores de NO têm sido utilizadospara demonstrar os efeitos antipro-

liferativos do NO nas células de mús-culo liso. Análogos da L-arginina queinibem a atividade da NOS e, conse-qüentemente, a produção de NO, comoo L-NAME, também têm sido utilizadospara se investigar os efeitos do NO. Aadministração de L-NAME em ratosaumenta a pressão arterial, mas nãocausa hipertrofia cardíaca nem altera-ções significativas na estrutura vascu-lar68,69. Como a inibição da NOS por sisó levaria a aumento da hipertrofia vas-cular e cardíaca, alguns autores suge-rem que o L-NAME tem efeitos antipro-liferativos independentemente da suaação inibitória sobre a NOS. Esse efeitoantiproliferativo parece ser específicopara o L-NAME, uma vez que não foiobservado para outros inibidores comoL-NMMA e aminoguanidina70.

O NO, além de inibir a proliferaçãode células musculares lisas, inibe aprodução de níveis basais de colágeno,inibe a divisão celular e a produção dematriz extracelular estimuladas porET-1 e Ang II, além de estimularapoptose, efeitos estes dependentesde GMP cíclico71,72.

Endotelina-1

A ET-1 é considerada um mitógenofraco em vários tipos celulares, mas éum potente agente indutor de cresci-mento/mitogênese em condiçõesespecíficas ou em associação comfatores de crescimento73.

ET-1 estimula a transição da faseG0 para G1 no ciclo celular, aumentandoa síntese de DNA. Entre os mecanis-mos intracelulares ativados pela ET-1podemos citar a estimulação de váriasquinases, incluindo a quinase S6 quefosforila uma das subunidades ribosso-mais; a proteína tirosina quinasepp60c-src, e as proteínas quinasesativadas por mitógenos (MAPKs). AsMAPKs são fosforiladas e ativadaspelas quinases que reconhecemMAPKs (MAPKKs), que por sua vezsão ativadas por outra quinase(MAPKK K), após ativação deproteínas G como a Ras. As MAPKspodem ser agrupadas em quatrograndes subfamílias: ERK1/2 (pro-teína quinase regulada por sinaisextracelulares), JNK/SAPK (proteí-nas quinases c-jun ou ativadas porestresse), p38 e proteínas quinasesreguladas por c-fos. Após sua fosfori-lação e ativação, as MAPKs ativamvários substratos que estão envolvidosna proliferação e diferenciação celular(Figura 1), como proteínas envolvidasna ativação do processo de transcrição(Elk, TAL1, RNA polimerase) etranslação (PHAS1), proteínasenvolvidas no rearranjo estrutural deoutras proteínas (proteínas associadasa microtúbulos), bem como proteínasque ativam enzimas secundárias(quinase S6 ribossomal, tirosinahidroxilase/fosfatase)74-76.

A ET-1 também influencia adeposição de matriz extracelular porestimular a síntese de colágeno, pordiminuir a atividade de colagenases emetaloproteinases e por regular amigração e adesão celular através daindução de moléculas de adesão75.

Mediadores anticoagulantesFatores solúveisProstaciclina Inibição da função plaquetáriaEDRF(NO) Inibição da aderência e agregação plaquetáriasTPA Principal mediador da fibrinólise endógenaFatores ligados à superfícieTrombomodulina Altera a especificidade do substrato quepromove ativação da proteína CProteína S Promove inativação do fator Va e VIIa

Heparan sulfato Cofator da antitrombina IIIEcto-ADPase Inativa ADP e inibe a agregação plaquetáriaMediadores pró-coagulantesFatores solúveisFator de von Willebrand Promove adesão plaquetária e é carregador do

fator VIIIPAI-1 Inativa tPAFatores ligados à superfícieFator tecidual Cofator do fator VIIa

Fator Va Promove atividade protrombinase do fator Xa


Tabela 1 – Mediadores endoteliais da hemostasia

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Angiotensina II

A Ang II atua como mitógeno emcélulas de músculo liso vascularatravés da ativação de várias vias desinalização, incluindo fosfolipase C(PLC), fosfolipase A2 (PLA2) e fosfo-lipase D (PLD), bem como pela ati-vação de um grande número de qui-nases: tirosina quinases, MAPKs,quinase c-src, Janus e receptores comatividade de tirosina quinase77.

A Ang II estimula fatores de trans-crição como a proteína ativadora-1(AP-1), ativadores de transdução desinal e transcrição (STATs) e o fatornuclear kappa B (NFkB)78,79, (Figura1). Vários trabalhos demonstram queos efeitos proliferativos da Ang II sãomediados pela ativação de receptoresAT1 e que a ativação de receptoresAT2 pela Ang II contribui para ainibição do crescimento celular eestimulação de apoptose, sendo ummecanismo contra-regulatório daativação de AT1.

Disfunção endotelial eproliferação vascular nahipertensão arterial

A proliferação e migração direcio-nada de células vasculares e a habili-dade do sistema vascular em modificarsua geometria de acordo com as con-dições do microambiente (remodela-mento vascular) são fatores-chave nodesenvolvimento de doenças cardio-vasculares como arteriosclerose,restenose após angioplastia transluminaldas coronárias e hipertensão arterial.

A hipertensão arterial está asso-ciada a alterações não só na funçãomas também nas propriedades me-cânicas e estruturais de grandes epequenas artérias. Essas alteraçõespodem ser observadas nas célulasendoteliais, células musculares lisas,matriz extracelular, até mesmo nacamada adventícia e contribuem paraas complicações observadas na

hipertensão arterial crônica. Emartérias de grande calibre geralmenteobserva-se hipertrofia com aumentoda rigidez de componentes do meioextracelular, enquanto que em artériasde resistência as células de músculoliso se rearranjam diminuindo o lúmenarteriolar, mas sem alterações devolume celular (remodelamento eutró-fico). Em casos mais severos de hiper-tensão (hipertensão maligna) pode serobservado remodelamento associadoa aumento de volume celular (remo-delamento hipertrófico). O remodela-mento vascular geralmente é acom-panhado por aumento de matriz extra-celular, particularmente por aumentoda deposição de colágeno.

A camada endotelial atua comouma interface sinalizadora para asforças hemodinâmicas na regulaçãodo remodelamento estrutural crônico.O estresse mecânico ativa várias viasde sinalização das quais participamcanais iônicos, interação de integrinasentre células e matriz extracelular,ativação de várias tirosina quinases,produção de vários fatores de cres-cimento e fatores vasoativos, incluindoAng II, ET-1 e NO. O aumento defluxo através de pequenas artériasaumenta a produção de tecidoconectivo e promove hipertrofia dacamada média, através da proliferaçãode células endoteliais e musculareslisas. O endotélio de microvasos apre-senta aumento da produção de radicaissuperóxido, provavelmente pela açãoda xantina-oxidase, e estes podem,por sua vez, induzir/estimular a in-teração leucócitos-endotélio e aexpressão de moléculas de adesão. Ainfiltração de leucócitos pelo endotélioinicia uma cascata de eventos infla-matórios envolvendo citocinas, qui-miocinas, fatores de crescimento emetaloproteinases de matriz, como serádiscutido posteriormente.

Em modelos animais, antagonistasET-1 diminuem significativamente ograu de lesão da camada neoíntima

em artérias carótidas submetidas aangioplastia, o que representa um po-tencial terapêutico para essas drogasna prevenção do espessamento dacamada íntima associado com lesõesvasculares. Por sua vez, antagonistasAT1 ou inibidores da enzima con-versora de angiotensina (IECA), comoenalapril, aumentam a fragmentaçãodo DNA internucleossomal (indicaçãode apoptose), diminuem a massaaórtica, o número de células de músculoliso e a síntese de DNA em animaishipertensos. No caso dos antagonistasAT1, esses efeitos são bloqueadoscom a administração de PD123319,antagonista AT2.

Devemos ressaltar que, enquantoos ensaios em animais experimentaisoferecem informações valiosas arespeito dos mecanismos vasculareslocais desses peptídeos vasoativos e deseus antagonistas, vários ensaios clínicossão necessários para testar a habilidadedessas drogas em interferir com taismecanismos. Primeiramente, porqueos efeitos dessas drogas podem variarem diferentes espécies animais; segun-do porque em ensaios experimentaisgeralmente essas drogas são utilizadaspreviamente ou durante a instalação doprocesso de lesão vascular, o que nãoé o caso nos ensaios clínicos, por exem-plo, após restenose por angioplastia ouno tratamento da hipertensão arterial.

Endotélio e o controle daexpressão de moléculasde adesão

A aderência e a subseqüentemigração de leucócitos circulantespara a camada íntima é mecanismoprecoce e importante para o início e aprogressão da aterogênese. Está bemestabelecido que a hipertensão é fatorde risco para a doença aterosclerótica,entretanto o mecanismo preciso é ain-da pouco claro. Sugere-se que o deno-minador comum de todos os fatores


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de risco para aterosclerose, entre elesa hipertensão, é a estimulação daquimiotaxia e a adesão leucocitária àscélulas endoteliais80,81.

A adesão de leucócitos é coorde-nada por interações complexas entreglicoproteínas presentes na superfíciedos leucócitos e seus correspondentesreceptores nas células endoteliais.Muitas moléculas de adesão foramdescobertas e elas podem ser subdivi-didas em três grupos: a família dasselectinas: E- (ELAM-1), P- (GMP-140) e a L-selectina (LECCAM); ogrupo das integrinas: LFA-1 e MAC-1(CD11a/CD18 e CD11b/CD18); e asuperfamília das imunoglobulinas(ICAM-1 e VCAM) (ver tabela 1). Ainteração inicial entre leucócito eendotélio é de baixa afinidade e semanifesta como comportamento de rolardos leucócitos. As selectinas são a famíliade moléculas que mediam essecomportamento. A L-selectina estánormalmente expressa em muitosleucócitos circulantes enquanto seuligante somente está presente noendotélio ativado. L-selectina deve serdestacada da superfície do leucócitoativado para que se possa passar para aetapa seguinte que é a de aderirfirmemente (ficar estacionário) aoendotélio (etapa importante para oprocesso de transmigração endotelial;figura 2). Na etapa de aderência sãoexpressas na superfície do leucócito asβ2 integrinas (CD11a, CD11b, CD11cque se ligam ao CD18) que interagemcom as moléculas da superfamília dasimunoglobulinas (ICAM-1 e VCAM-1)83,84.

Quando o endotélio é ativado emresposta a doenças inflamatórias, agu-das ou crônicas, por citocinas e nodesenvolvimento das lesões ate-roscleróticas, a expressão dessasmoléculas aumenta marcadamente.Isoformas solúveis dessas moléculasestão presentes na circulação e temsido demonstrado que estão aumen-tadas em várias doenças, entre elas a

hipertensão. O aparecimento dessasmoléculas no plasma pode ser resul-tado da ruptura de sua ligação àsuperfície endotelial. Como a ex-pressão dessas moléculas está sujeitaa controle rigoroso, pois migraçãoexagerada pode ser danosa, o nívelaumentado das formas solúveis poderefletir inflamação/ativação endoteliale aumento da expressão na superfíciecelular85,86.

Controle da expressão demoléculas de adesão nahipertensão arterial

Demonstrou-se recentemente quena progressão do dano vascular nahipertensão essencial, renovascular ena hipertensão maligna há aumentodos níveis circulantes de P- selectina,e em menor extensão E-selectina,enquanto os níveis de VCAM-1somente estão aumentados no danovascular severo e agudo incluindo ahipertensão maligna87. Certos autorestêm proposto que tanto as selectinasquanto as ICAMs podem ser indica-dores de dano vascular na hiper-tensão88,89.

Um dos possíveis mecanismos quetem sido proposto para explicar o au-mento da adesividade do endotélio nahipertensão é a força de cisalhamento.Entretanto, outros fatores podemtambém contribuir, como a Ang II e aET-1, que aumentam a expressão demoléculas de adesão na hipertensão.Por outro lado, o NO liberado dascélulas endoteliais pode diminuir aexpressão de moléculas de adesão,provavelmente inibindo a atividade doIkB (inibidor do NFkB), que é potenteativador de VCAM-1, MCP-1 eMCSF. O estresse oxidativo pode, porfosforilação do IkB, liberar o NFkB eassim aumentar a expressão dessasmoléculas. Portanto, tem-se o controleda expressão de moléculas de adesãopelo sistema NO/ROS. Desequilíbriodesse sistema, por diminuição da NOS

ou aumento de ROS, pode contribuirpara o aumento da expressão de mo-léculas de adesão como ocorre nahipertensão90.

Endotélio e o controle dapermeabilidade amacromoléculas

A manutenção da função debarreira do endotélio vascular é críticapara a homeostasia e essa funçãopode ser comprometida por mediado-res inflamatórios, citocinas ou oxidan-tes91-94. Além disso, aumento da per-meabilidade a fluidos e a macromolé-culas ocorre também pelo aumento dapressão intravascular encontrado nahipertensão arterial. Ao lado da ex-pressão e secreção de fatores de cres-cimento e envolvimento na migraçãoaumentada de células na paredevascular, esse é outro mecanismo peloqual alteração da função endotelialcontribui para a proliferação do mús-culo liso e formação da matriz extra-celular.

Alteração da permeabilidade dacamada endotelial na hipertensão,diabetes e/ou hiperlipidemia causaaumento do fluxo de substâncias dacirculação para a parede vascular;entre essas se destaca a LDL que tempapel importante na aterogênese, daqual a hipertensão é um dos principaisfatores de risco. Nas fases iniciais dahipertensão tem se demonstradotambém aumento do transporte dealbumina; isso parece ser devido àdiminuição da função endotelial queprovoca o aumento de permeabilidade,provavelmente por alteração docitoesqueleto endotelial. Sugeriu-seainda existir correlação entre microal-buminuria e disfunção endotelial nahipertensão essencial. Entretanto, issoparece pouco provável pois a perdaglomerular de albumina é devida aalterações da expressão da matriz delâmina basal.


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É possível que a disfunção endote-lial na hipertensão essencial contribuaindiretamente para a microalbuminúriapor alterar a expressão de matriz noendotélio alterado85. Além disso, o NOpode, via GMPc, diminuir a permea-bilidade vascular por diminuir os níveisde Ca2+ necessários para que ocorra asaída de material intravascular para ointerstício. Alterações endoteliais quecomprometem o sistema do NO podemprovocar ou contribuir para o aumentode permeabilidade a macromoléculasna hipertensão95.

Endotélio e o controle daagregação plaquetária

Em condições normais, o endotélioforma uma superfície não trombogê-nica que impede a aderência de pla-quetas e de outras células sanguíneas,bem como a ativação da cascata dacoagulação. Essa propriedade de trom-borresistência não é ainda completa-mente compreendida. Atualmente umasérie de fatores coagulantes, fibrino-líticos e antiplaquetários são respon-sabilizados por essa propriedade. O

endotélio está em estreito e constantecontato com agentes gerados nacorrente circulatória que podemcolocar em risco a integridade dosvasos sanguíneos e a homeostasia dosconstituintes sanguíneos. Está se tor-nando cada vez mais claro e aceito oconceito de que o endotélio represen-ta mecanismo de defesa potente con-tra esses agentes e para isso expressauma série de moléculas, constituindo-se essa em uma das suas principaisfunções como vasoprotetor e trombor-resistente. Algumas dessas moléculassão expressas constitutivamente, en-quanto outras são produzidas em res-posta a estímulos. Algumas são ex-pressas na superfície endotelial e ou-tras são liberadas.

Entre as moléculas importantesfisiologicamente para suprimir aativação plaquetária e a interaçãoplaqueta-parede vascular encontram-se a ecto-ADPase, que é expressa nasuperfície endotelial, a prostaciclina(PGI2) e o NO, que são secretados eagem de forma parácrina. O endotélionormal é capaz de manter nível basalconstante de PGI2, enquanto a

produção basal de NO ainda não estáclara. Os estímulos que mantém asíntese de PGI2 e NO constitutiva-mente são muitos, incluindo trombina,histamina, força de cisalhamento emediadores lipídicos. A atividadeADPásica da superfície endotelialconferida pela ecto-ADPase éimportante na degradação de ADPproveniente da agregação plaquetária,o que indica que essa enzima pode terpapel fisiológico importante limitandoa extensão da agregação plaquetária.

Entre as moléculas envolvidas nocontrole da coagulação incluem-se atrombomodulina, moléculas semelhan-tes à heparina, fator de von Willebrand,proteína S e inibidor do fator tecidual,todas elas sintetizadas pelo endotélio epresentes na superfície endotelial.Além disso, o endotélio é o principalsítio de síntese e secreção do ativadordo plasminogênio tecidual (tPA) apósestímulos como trombina, força decisalhamento entre outros, e quepromove a fibrinólise. Para controlara atividade do tPA o endotélio produzainda o inibidor da atividade tPA (vertabela 2 e para maiores detalhes93.

Tabela 2 – Moléculas de adesão leucócito-endotélioMoléculade adesão Família Receptor Família Célula(no endotélio) leococitárioE-selectina Sid-LeX Neutrófilos(ELAM-1) Selectina Glicoproteína Oligossacarídios Célula T

MonócitosP-selectina Sidil-LeX Neutrófilos(GMP-140) Selectina Glicoproteína Oligossacarídios MonócitosICAM-1 Imunoglobulina LFA-1/MAC-1 β2 intregrina Todos os

leucócitosVCAM-1 Linfócitos

MonócitosImunoglobulina VLA-4 β1 intregrina Basófilos

EosinófilosLAM-1 Glicoproteínas L-selectina Neutrófilosligante(s) semelhantes a mucina (LAM-1) Selectina Linfócitos

(GliCam-1; CD 34) Monócitos


Moléculas de adesão leucocitária.

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Abstract

Arterial hypertension: endothelium and multiplesfunctions

The healthy endothelium normally displays anticoagulant,vasodilatory and anti-inflammatory activities that play acentral role in homeostasis. Dysfunction of the endotheliumis a common feature of various cardiovascular diseases suchas arterial hypertension. A normal endothelium protectsagainst the development of vascular lesions by maintainingvasodilation and inhibiting platelet aggregation, leukocyteadhesion and proliferation of vascular smooth muscle cells.This can be achieved by the release of EDRFs (Endotelium-Derived Relaxing Factors) such as nitric oxide, prostaciclinand endothelium-derived hyperpolarizing factor. Theendothelium also produces contractile factors, the so called

EDCFs, the main compounds being prostaglandin H2,thormboxane A2, the endothelins and superoxide anions.Endothelium dysfunction in hypertension can 1) lead todecreased generation of NO/increase of reactive oxygenspecies, thereby diminishing vasodilation and increasingvascular tone, 2) contribute to an increase in cell permeabilityleading to intimal edema, 3) increase the expression ofadhesion molecules and as a consequence the adherence ofleukocytes to the vessel wall, 4) accelerate intravascularblood coagulation, 5) increase the proliferation of smoothmuscle cells. From the above-mentioned mechanisms it isevident that the endothelium plays a central role inhypertension. Alterations in cell permeability, adhesion ofleukocytes, proliferation of smooth muscle cells, coagulationand an imbalance in the EDRFs/EDCFs release seem to beimportant in this disease.

Keywords: Arterial hypertensiom; Endothelium; Endothelial functions.

Rev Bras Hipertens 1: 76-88, 2001

Disfunção endotelial econtrole da agregaçãoplaquetária na hipertensãoarterial

Danos ou disfunção endotelial tempapel fundamental nas desordenstrombóticas. Perda das propriedadesprotetoras associada à expressão demoléculas procoagulantes ou protrom-bóticas na matriz subendotelial e/ouao endotélio mal funcionante deslocao equilíbrio hemostático para trom-bose96-98.

As manifestações clínicas e patoló-gicas de desordens vasculares trom-bóticas após dano vascular diferem

com o vaso sanguíneo afetado, tipo dedano, fluxo sanguíneo e força de cisa-lhamento. Nas desordens arteriaistrombóticas, as artérias de tamanhomédio são agredidas cronicamente porlípides da dieta, tabagismo, hipertensão,diabetes melito e agentes virais eimunológicos. Há evidências cres-centes mostrando que na fase inicial acélula endotelial responde a agressõesacelerando a produção de substânciasprotetoras. Entretanto, se a agressãoé crônica ou severa, há dano endoteliale suas propriedades protetoras sãoprejudicadas. Além disso, a disfunçãoendotelial pode induzir a atividade pro-coagulante. Interações entre lipopro-


teínas, plaquetas e monócitos e ascélulas da parede vascular e as pro-teínas levam a alterações complexasque provocam aterosclerose, hiperpla-sia da íntima e trombose aguda.

Concluindo, as células endoteliaisproduzem uma série de moléculas ca-pazes de inibir a reatividade das pla-quetas e a coagulação sanguínea, demodular a fibrinólise e de estimular atromborresistência. Ativação crônicae severa das células endoteliais poderesultar em diminuição da produçãodessas moléculas protetoras comconseqüente expressão de moléculasprotrombóticas e proinflamató-rias.93,96,97

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Hipertensão arterial: o endotélio e suas múltiplas funções

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