Rang e Dale: Farmacologia

Humphrey P. Rang · Capítulo 275 de 751

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Rang e Dale: Farmacologia

Controle do tônus da musculatura lisa vascular

especialmente em pessoas com hipertensão. A elastina é substituída por

colágeno sem elasticidade. O trabalho cardíaco (ver Capítulo 22) pode ser

reduzido por aumento da complacência arterial ou por redução da reflexão

da onda arterial (ambos diminuem a pressão de pulso), mesmo que o débito

cardíaco e a pressão arterial média não se alterem. Acima de 55 anos de

idade, a pressão diferencial e o endurecimento aórtico são fatores de risco

importantes para doença cardíaca.

 

CONTROLE DO TÔNUS DA MUSCULATURA LISA VASCULAR

Além do sistema nervoso simpático (ver Capítulo 15), dois importantes

sistemas fisiológicos que regulam o tônus vascular, o endotélio vascular e o

sistema renina-angiotensina, merecem atenção especial.

 

ENDOTÉLIO VASCULAR

Um novo capítulo em nossos conhecimentos sobre controle vascular abriu-

se com a descoberta de que o endotélio vascular atua não somente como

barreira passiva entre plasma e líquido extracelular, mas também como

fonte de numerosos e potentes mediadores. Estes controlam ativamente a

musculatura lisa subjacente, bem como influenciam a função plaquetária e

das células mononucleares; os papéis do endotélio na hemostasia e

trombose são discutidos no Capítulo 25. Estão envolvidas várias classes

distintas de mediadores (Figura 23.1).

 

• Prostanoides (ver Capítulo 18). Uma nova era iniciou-se com a

descoberta da prostaglandina PGI (prostaciclina), por Bunting, 2

Gryglewski, Moncada e Vane (1976). Esse mediador, atuando sobre

receptores IP (ver Capítulo 18), relaxa a musculatura lisa e inibe a

agregação plaquetária por ativação da adenililato ciclase. As células

endoteliais de microvasos sintetizam também a PGE2, que é um

vasodilatador direto e, adicionalmente, inibe a liberação de

norepinefrina das terminações nervosas simpáticas, embora não tenha o

efeito da PGI 2 sobre as plaquetas. Os intermediários endoperóxidos de

prostaglandina (PGG2, PGH2) são fatores de contração derivados do

endotélio que atuam por intermédio dos receptores prostanoides T (TP)

de tromboxanos (TX)

Músculo liso vascular

 

• O músculo liso vascular é controlado por mediadores secretados por nervos simpáticos (ver

Capítulo 15) e endotélio vascular e por hormônios circulantes

• 2+ A contração da célula muscular lisa é iniciada por uma elevação da [Ca] , que ativa a

i

quinase de cadeias leves da miosina, causando fosforilação da miosina. Alternativamente,

o que ocorre é sensibilização dos mio lamentos ao Ca 2+ por inibição da miosina fosfatase

(ver Capítulo 4)

• Fármacos podem causar contração por meio de um ou mais mecanismos:

– 2+ Liberação de Ca por meio do trifosfato de inositol

– Despolarização da membrana, abrindo os canais de cálcio controlados por voltagem e

causando entrada de Ca2+

– 2+ Aumento da sensibilidade ao Ca por meio de ações sobre a quinase de cadeia leve

da miosina e/ou miosina fosfatase (ver Capítulo 4, Figura 4.9)

• Fármacos causam relaxamento por:

– Inibição da entrada de Ca2+ através dos canais de cálcio operados por voltagem,

direta (p. ex., nifedipino) ou indiretamente por hiperpolarização da membrana (p.

ex., ativadores dos canais de potássio, como o metabólito ativo do minoxidil)

– Aumento do cAMP ou GMPc intracelulares; o cAMP inativa a quinase da cadeia leve

da miosina e facilita o e uxo de Ca2+ 2+ ; o GMPc opõe-se aos aumentos de [Ca]

i

induzidos por agonistas.

 

• NO (ver Capítulo 21). O fator de relaxamento derivado do endotélio

(EDRF; do inglês, endothelium-derived relaxing factor) foi descrito por

Furchgott e Zawadzki, em 1980, e identificado como NO pelos grupos

de Moncada e de Ignarro (ver Figura 21.2). Tais descobertas

expandiram enormemente nossos conhecimentos sobre o papel do

endotélio. O NO ativa a guanilato ciclase. É liberado de forma contínua

nos vasos de resistência, dando origem ao tônus vasodilatador e

contribuindo para o controle fisiológico da pressão arterial. Além de

causar relaxamento vascular, inibe a proliferação de células musculares

lisas vasculares, a adesão e a agregação plaquetárias e a adesão e a

migração de monócitos; consequentemente, pode proteger os vasos

contra aterosclerose e trombose (ver Capítulos 24 e 25)

• Peptídios. O endotélio secreta vários peptídios vasoativos (ver Capítulo

19 para mecanismos gerais da secreção de peptídios). O peptídio

natriurético C (CNP) (ver Capítulo 22) e a adrenomedulina (um

peptídio vasodilatador originalmente descoberto em um tumor de

suprarrenal – feocromocitoma –, mas expresso em muitos tecidos,

inclusive no endotélio vascular) são vasodilatadores que atuam,

respectivamente, por intermédio do GMPc e do cAMP. A angiotensina

II, formada pela enzima conversora da angiotensina (ECA) na superfície

das células endoteliais (p. 295), e a endotelina são potentes peptídios

vasoconstritores derivados do endotélio

• Fatores de hiperpolarização derivados do endotélio (EDHF; do inglês,

endothelium-derived hyperpolarisation factors). A PGI2 e o NO

hiperpolarizam as células musculares lisas vasculares, o que contribui

para os efeitos relaxantes desses mediadores. Na ausência da síntese de

prostaglandina e de NO, a dilatação e a hiperpolarização dependente do

endotélio em resposta a vários mediadores (incluindo a acetilcolina e a

bradicinina) persistem em alguns vasos. Diversos mediadores derivados

do endotélio foram implicados nesse efeito, incluindo os ácidos

epoxieicosatrienoicos (EET – derivados de enzimas do citocromo P450

endoteliais), diferentes produtos de lipo-oxigenases (LOX), peróxido de

hidrogênio (H2O2), monóxido de carbono (CO), sulfeto de hidrogênio

(H2S) e o CNP – ver Félétou e Vanhoutte (2009). Além desses, estes

autores definem um EDHF adicional, que seria dependente de canais de

potássio ativados por cálcio (KCa) nas células endoteliais. Como o

próprio nome indica, tais canais são ativados por aumento da [Ca2+] i na

célula endotelial.

 

Além de secretar mediadores vasoativos, as células endoteliais expressam

várias enzimas e mecanismos de transporte que atuam sobre os hormônios

circulantes e são importantes alvos da ação de fármacos. A ECA é um

exemplo particularmente importante (ver pp. 295-296, incluindo Figuras

23.4 e 23.5).

Muitos mediadores derivados do endotélio são mutuamente

antagonistas, evocando a imagem de jogadores de rúgbi que se opõem,

oscilando para a frente e para trás em uma contenda; em momentos de

exasperação, a pergunta é se tudo isso faz sentido ou se o projetista

simplesmente não conseguiu se decidir. Faz-se uma distinção importante

entre mecanismos que são tonicamente ativos em vasos de resistência em

condições basais, pois é esse o caso com a divisão noradrenérgica do

sistema nervoso (ver Capítulo 15), com o NO (ver Capítulo 21) e a

endotelina (pp. 292-294), e aqueles que operam principalmente em resposta

a traumatismo, inflamação etc., como ocorre com a PGI 2. Alguns dos que pertencem ao segundo grupo podem ser funcionalmente redundantes,

representando talvez vestígios de mecanismos que foram importantes na

evolução, ou podem, simplesmente, estar tomando fôlego na linha lateral do

campo e estão prontos para voltar à briga se chamados pela ocorrência de

alguma agressão vascular. Evidências para tal papel de “reforço” vêm, por

exemplo, de camundongos que não contêm o receptor IP para PGI 2; eles têm pressão arterial normal e não desenvolvem trombose espontânea, mas são mais sensíveis a estímulos vasoconstritores e trombóticos do que seus

congêneres selvagens (Murata et al., 1997).

 

Endotélio na angiogênese

Como foi esboçado no Capítulo 9, a função de barreira do endotélio

vascular difere acentuadamente entre órgãos distintos, e seu

desenvolvimento durante a angiogênese é controlado por vários fatores de

crescimento, incluindo o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF;

do inglês, vascular endothelial growth factor) e vários fatores específicos

de tecidos, como o VEGF de glândulas endócrinas. Estes têm funções em

processos de reparo e patogênese (p. ex., crescimento tumoral e

neovascularização no olho – importante causa de cegueira em pacientes

com diabetes melito). Esses fatores e seus receptores são alvos

potencialmente frutíferos para desenvolvimento de fármacos e novas

terapias (inclusive terapias gênicas, ver Capítulo 5).

 

Endotelina

 

■ Descoberta, biossíntese e secreção

Hickey et al. descreveram um fator vasoconstritor produzido por culturas de

células endoteliais em 1985. Ele foi identificado como endotelina (ET), um

peptídio com 21 resíduos, por Yanasigawa et al. (1988), que conseguiram,

em espaço de tempo impressionantemente curto, o isolamento, a análise e a

clonagem do gene para esse peptídio, que, naquele tempo, era o

vasoconstritor mais potente conhecido.4

 

Tabela 23.1 Distribuição de endotelinas e receptores de

endotelinas em vários tecidos.a

Endotelina Receptor de endotelina

 

Tecidos 1 2 3 ET ET AB

Tecido vascular

++++ – – +

Endotélio

Músculo liso + – – ++ –

Cérebro +++ + + +++

Rins ++ ++ + + ++

Intestinos + + +++ + +++

Suprarrenal + – +++ + ++

a Níveis de expressão de endotelinas ou do mRNA do receptor e/ou endotelinas imunorreativas: ++++, mais alto; +++, alto;

++, moderado; +, baixo.

(Adaptada de Masaki, T., 1993. Endocr. Rev. 14, 256-268.)

 

▼ Três genes codificam diferentes sequências (ET-1, ET-2 e ET-3), cada

um com uma estrutura distinta “em cajado de pastor” produzida por

duas pontes dissulfeto internas. Essas isoformas se expressam

diferentemente em órgãos como o cérebro e as suprarrenais (Tabela

23.1), sugerindo que as endotelinas tenham funções além do sistema

cardiovascular, e isso é apoiado por observações em camundongos em

que o gene que codifica ET-1 se desagrega (ver adiante). A ET-1 é a

única endotelina presente nas células endoteliais e também se expressa

em muitos outros tecidos. Sua síntese e ações são resumidas,

esquematicamente, na Figura 23.2. A ET-2 se distribui muito menos

amplamente: está presente nos rins e no intestino. A ET-3 está presente

em cérebro, pulmões, intestino e suprarrenal. A ET-1 é sintetizada a

partir de uma molécula precursora com 212 resíduos (pré-pró-ET), que

é processada dando origem a uma “ET-1 grande” e finalmente clivada

por uma enzima conversora de endotelina para produzir ET-1. Ocorre a

clivagem, não na posição Lis-Arg ou Arg-Arg habitual (ver Capítulo

19), mas em um par Trp-Val, o que indica a ação de uma endopeptidase

muito atípica. A enzima conversora é uma metaloprotease e é inibida

por fosforamidona (uma ferramenta farmacológica, mas sem uso

terapêutico). A ET-1 grande é convertida em ET-1 no meio intracelular e

também na superfície das células endoteliais e de células da

musculatura lisa.

Os estímulos para síntese de endotelina incluem muitos mediadores

vasoativos liberados por traumatismo ou inflamação, incluindo plaquetas

ativadas, endotoxina, trombina, várias citocinas e fatores de crescimento,

angiotensina II, hormônio antidiurético (ADH; do inglês, antidiuretic

hormone), epinefrina, insulina, hipoxia e pequenas tensões de cisalhamento.

Entre os inibidores da síntese de endotelina, citam-se NO, peptídios

natriuréticos, PGE 2, PGI2, heparina e altas tensões de cisalhamento.

A liberação da ET-1 é mal compreendida. A ET-1 pré-formada pode ser

armazenada em células endoteliais, embora provavelmente não em

grânulos. A concentração de ET-1 no plasma é extremamente baixa (< 5

pmol/ ℓ ) para ativar os receptores de endotelina, mas as concentrações no

espaço extracelular, entre o endotélio e a musculatura lisa vascular, são

provavelmente muito mais altas, uma vez que os antagonistas dos

receptores de endotelina (ver adiante) causam vasodilatação quando

infundidos diretamente na artéria braquial, implicando a atividade

vasoconstritora tônica mediada por ET-1 na vasculatura de resistência. A

ET-1 tem meia-vida de eliminação plasmática de menos de 5 min, apesar de

uma duração muito maior de ação após administração intravenosa, e a sua

depuração ocorre principalmente nos pulmões e nos rins.

Figura 23.2 Síntese, ações e efeitos da endotelina-1 (ET-1). O esquema mostra apenas algumas das ações mais importantes. IL-1, interleucina-1; LDL, lipoproteína de baixa densidade; MAPK, proteinoquinase ativada por mitógenos; NO, óxido nítrico; PGI , 2 prostaglandina I . 2

 

 

Tabela 23.2 Receptores de endotelinas.

 

Receptor A nidade Resposta farmacológica

ET ET-1 = ET-2 > ET-3 A de aldosterona Vasoconstrição, constrição brônquica, estimulação da secreção

 

ET ET-1 = ET-2 = ET-3 Vasodilatação, inibição da agregação plaquetária ex vivo B

(De Masaki, T., 1993. Endocr. Rev. 14, 256–268.)

 

■ Receptores e efeitos da endotelina

Há dois tipos de receptores de endotelina, designados ETA e ETB (Tabela

23.2), ambos acoplados a proteínas G (ver Capítulo 3). A resposta global

predominante é vasoconstrição. Uma questão-chave não resolvida é o

mecanismo molecular preciso da resposta vasoconstritora prolongada,

mencionada anteriormente; a dissociação da ET-1 dos receptores ETA é lenta em comparação com outras dissociações de agonistas

peptídicos/receptores, com meia-vida de cerca de 6 h, como esperado se as

respostas constritoras de longa duração se deverem à dissociação agonista

lenta. No entanto, a ligação não é irreversível – importante quando se

considera possíveis indicações terapêuticas para antagonistas (Davenport et

al., 2016).

▼ A ET-1 ativa, preferencialmente, os receptores ETA. O RNA

mensageiro para o receptor ETA se expressa em muitos tecidos

humanos, incluindo musculatura lisa vascular, coração, pulmões e rins.

Não se expressa no endotélio. As respostas mediadas pelo ETA incluem

vasoconstrição, constrição brônquica e secreção de aldosterona. Os

receptores ETA são acoplados à fosfolipase C, que estimula as trocas

Na+/H+, a proteinoquinase C e a mitogênese, bem como causam

vasoconstrição por meio da liberação de Ca2+ mediada pelo trifosfato de

inositol (ver Capítulo 3). Há vários antagonistas parcialmente seletivos

do receptor ETA, incluindo BQ-123 (um pentapeptídio cíclico) e

diversos fármacos não peptídicos ativos por via oral (p. ex., bosentana,

um antagonista ETA/ETB misto, e ambrisentana, seletiva para ETA,

usados no tratamento de hipertensão arterial pulmonar – ver pp. 307-

308). Os receptores ETB são ativados em um grau semelhante pelas três

isoformas de endotelina, mas a sarafotoxina S6c (um peptídio com 21

resíduos que compartilha a estrutura em cajado das endotelinas e foi

isolado do veneno de uma serpente africana) é um agonista seletivo e

demonstrou-se útil como ferramenta farmacológica para estudar o

receptor ET B. O RNA mensageiro para o receptor ETB se expressa,

principalmente, no cérebro (especialmente no córtex cerebral e no

cerebelo), com expressão moderada em aorta, coração, pulmões, rins e

suprarrenais. Diferentemente do receptor ETA, expressa-se altamente no

endotélio, onde causa vasodilatação por estimular a produção de NO e

PGI2, mas também está presente na musculatura lisa vascular, onde

inicia vasoconstrição como o receptor ETA. Os receptores ETB têm um

papel na eliminação de ET-1 da circulação, e os antagonistas de ET com

afinidade pelos receptores ETB, consequentemente, aumentam a

concentração plasmática de ET-1, complicando a interpretação dessas

concentrações durante os experimentos com esses fármacos.

 

■ Funções da endotelina

A ET-1 é um mediador local, e não um hormônio circulante, embora

estimule a secreção de vários hormônios (ver Tabela 23.1). A administração

de um antagonista do receptor ETA ou de fosforamidona na artéria braquial aumenta o fluxo sanguíneo no antebraço; além disso, antagonistas do

receptor ETA diminuem a pressão arterial, sugerindo que a ET-1 contribua para o tônus vasoconstritor e para o controle da resistência vascular periférica nos humanos. As endotelinas têm várias outras funções possíveis,

afetando os seguintes:

 

• Liberação de vários hormônios, inclusive o peptídio natriurético atrial, a

aldosterona, a epinefrina e os hormônios hipotalâmicos e hipofisários

• Natriurese e diurese via ações de ET-1 derivada do ducto coletor

atuando sobre receptores ETB nas células epiteliais tubulares

• Síntese de tireoglobulina (a concentração de ET-1 nos folículos da

tireoide é extremamente alta)

• Controle do fluxo sanguíneo uteroplacentário (a ET-1 é abundante no

líquido amniótico)

• Vasospasmos renal e cerebral (Figura 23.3)

• Desenvolvimento do sistema cardiorrespiratório (caso o gene ET-1 seja

adulterado experimentalmente em camundongos, ocorrem anomalias de

desenvolvimento dos tecidos do arco faríngeo e os homozigotos morrem

de insuficiência respiratória ao nascimento, e os antagonistas do

receptor ET são teratogênicos, causando distúrbios do desenvolvimento

cardiorrespiratório).