07 - Peptideos vasoativos e o Rim

Capítulo

7

Peptídeos Vasoativos e o Rim Irene L. Noronha e Miguel Luis Graciano

INTRODUÇÃO

Receptores para cininas

SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA (SRA)

Localização renal dos componentes do sistema

Componentes do SRA Angiotensinogênio Renina Biossíntese da Renina ESTRUTURA DO APARELHO JUSTAGLOMERULAR CONTROLE DA SECREÇÃO DE RENINA

calicreína-cinina Ações do sistema calicreína-cinina no rim Efeitos na hemodinâmica renal Efeitos na excreção de sódio e água Inter-relações entre sistema calicreína-cinina e outros sistemas

QUANTIFICAÇÃO DA ATIVIDADE DA RENINA

Sistema renina-angiotensina

ENZIMA CONVERSORA DE ANGIOTENSINA (ECA)

Eicosanóides

Propriedades bioquímicas

Peptídeo natriurético atrial (ANP)

Distribuição tecidual

Óxido nítrico

ANGIOTENSINA II Ações na vasculatura

SISTEMA CALICREÍNA-CININA EM SITUAÇÕES FISIOPATOLÓGICAS

Ações renais

Cirrose hepática

Ações na supra-renal

Hipertensão arterial

Ações no sistema nervoso central

Fibrose miointimal

Ações da Ang II no crescimento celular

Infarto do miocárdio

Receptores para Ang II e mecanismo de ação celular ANGIOTENSINASES SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA EM SITUAÇÕES FISIOPATOLÓGICAS

PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS Peptídeo natriurético atrial (ANP) Síntese e estrutura Regulação da secreção do ANP

Hipertensão arterial

Receptores para ANP

Nefropatia diabética

Ações do ANP

Nefropatias crônicas

Efeitos na hemodinâmica renal e efeitos na indução de

PEPTÍDEOS DERIVADOS DAS ANGIOTENSINAS Ang-(I-7) Ang III Ang IV SISTEMA RENAL CALICREÍNA-CININA Componentes do sistema renal calicreína-cinina

natriurese Efeitos no sistema renina-angiotensina-aldosterona, vasopressina e endotelina Efeitos na vasculatura ANP em situações fisiopatológicas Insuficiência cardíaca congestiva

Cininogênios

Taquicardia supraventricular

Calicreínas

Hipertensão arterial

Cininas

Cirrose hepática

Cininases

Doença renal

70

Peptídeos Vasoativos e o Rim

PEPTÍDEO NATRIURÉTICO CEREBRAL (BNP) Peptídeo natriurético do tipo C (CNP)

Hipertensão arterial Ciclosporina A

URODILATINA

Doenças glomerulares

ENDOTELINA

Fibrose renal e insuficiência renal crônica

Biossíntese e estrutura

ADRENOMEDULINA

Receptores para endotelina e mecanismo de ação celular

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Ações da endotelina no rim

ENDEREÇOS RELEVANTES NA INTERNET

Endotelina em situações fisiopatológicas Insuficiência renal aguda

INTRODUÇÃO Existe no rim um importante balanço entre agentes vasoconstritores e vasodilatadores, responsável pela regulação da filtração glomerular. Dentre os agentes vasoconstritores devem ser ressaltados: peptídeos como a angiotensina (Ang II) e endotelina, além de outras substâncias como adenosina, PAF (fator ativador de plaquetas) e metabólitos do ácido araquidônico (PGF2a, tromboxane A2 e leucotrienos). Os agentes vasodilatadores incluem: peptídeos como bradicinina e peptídeos natriuréticos, além de outras substâncias como óxido nítrico, PGE2, PGI2 e dopamina. No presente capítulo, serão abordados alguns dos mais relevantes peptídeos vasoativos que desempenham papel fundamental na regulação da hemodinâmica renal.

mantém uma adequada perfusão capilar principalmente quando ocorrem alterações do volume de água corporal.

A atividade do SRA é regulada pela renina, que é produzida e armazenada no aparelho justaglomerular renal e liberada em resposta a uma série de sinais. A renina é uma enzima proteolítica que quebra o angiotensinogênio existente no plasma, formando o decapeptídeo angiotensina I (Fig. 7.1). Este peptídeo, biologicamente inativo, é convertido pela enzima conversora formando o hormônio ativo Ang II. A Ang II é clivada por aminopeptidases formando a angiotensina III, que é subseqüentemente quebrada em fragmentos inativos.1,2,3 Atualmente tem sido cada vez mais conhecido o papel fisiológico de metabóli-

ANGIOTENSINOGÊNIO pró-renina

Pontos-chave:

renina

Principais peptídeos vasoconstritores • Angiotensina II • Endotelina Principais peptídeos vasodilatadores • Bradicinina • Peptídeo atrial natriurético

ANGIOTENSINA I

enzima conversora

ANGIOTENSINA II

SISTEMA RENINAANGIOTENSINA (SRA) O sistema renina-angiotensina (SRA) tem como importante função a regulação da pressão arterial e do volume intravascular. Este controle é possível graças à ação da angiotensina II (Ang II), que promove uma potente vasoconstrição na musculatura lisa dos vasos (e assim aumenta a resistência vascular periférica), além de diminuir a excreção renal de sódio (mediado pela aldosterona). Deste modo,

pressão de perfusão

VASOCONSTRIÇÃO

síntese de ALDOSTERONA

reabsorção de Na⫹ e H2O

Fig. 7.1 Componentes do sistema renina-angiotensina-aldosterona.

71

capítulo 7

tos das angiotensinas, como por exemplo a ação vasodilatadora da Ang-(1-7).4

Componentes do SRA ANGIOTENSINOGÊNIO O angiotensinogênio plasmático é uma glicoproteína de peso molecular que varia de 52 a 60 kDa, produzido primariamente no fígado. No entanto, RNAm para angiotensinogênio também foi encontrado no cérebro, rim, suprarenal, coração, pulmão, vasos e trato gastrintestinal,5 demonstrando que o angiotensinogênio pode ser produzido em diversos tecidos extra-hepáticos. O sítio de produção do angiotensinogênio pode ter relevância fisiopatológica, uma vez que pode contribuir para a formação local de Ang II, que por sua vez pode ser importante na regulação local de diversas funções nos tecidos.

que correspondem ao mRNA para renina, localizados no hilo renal (Fig. 7.2). Tal localização corresponde à topografia das arteríolas aferentes, o que é confirmado pelo exame da imuno-histoquímica (Fig. 7.3). A mácula densa é a parte da alça ascendente espessa de Henle que se encontra próxima à região da arteríola aferente.

Pontos-chave: Principais componentes do sistema reninaangiotensina • Renina • Angiotensinogênio • Enzima conversora da angiotensina II • Angiotensina II • Aldosterona • Receptores AT1 e AT2 da angiotensina II

RENINA Biossíntese da Renina Renina foi o nome dado em 1898 por Tigerstedt e Bergamann6 à substância com capacidade pressora extraída de rins de coelhos. A renina é uma protease que quebra especificamente a ligação LEU-VAL da região aminoterminal do angiotensinogênio, formando a Ang I. O gene da renina humana (localizado no cromossoma 1) codifica uma proteína precursora de 45 kDa chamada de PRÉ-PRÓ-renina, que rapidamente é quebrada formando a PRÓ-renina. Tanto a PRÉ-PRÓ-renina como a PRÓ-renina são completamente inativas. A PRÓ-renina é clivada formando a enzima ativa de 40 kDa denominada renina.

Apesar de o rim ser a principal fonte da produção de renina, existem diversos órgãos que têm a capacidade de sintetizar renina: fígado, cérebro, próstata, testículo, baço, timo e pulmão.5

CONTROLE DA SECREÇÃO DE RENINA Inúmeros fatores estão envolvidos no controle da secreção da renina (Quadro 7.1). Os estímulos primários para a liberação de renina renal dependem, basicamente, da redução da pressão de perfusão renal e da restrição da ingesta de sódio ou perda de sódio. O grau de estimulação do eixo renina-angiotensina depende do grau de depleção de volume.1,3 A diminuição da pressão de perfusão renal pode ser decorrente de hemorragia aguda, estenose crônica de artéria renal ou depleção do fluido de volume extracelular (resultado da restrição de sódio ou da administração de

ESTRUTURA DO APARELHO JUSTAGLOMERULAR O aparelho justaglomerular, situado no hilo glomerular, é formado pelas células justaglomerulares, pela mácula densa e por um tecido interposto entre eles, o mesângio extraglomerular, que é um prolongamento do mesângio glomerular. As células justaglomerulares são células modificadas da musculatura lisa encontradas na parede da arteríola aferente. A renina é produzida e armazenada nas células justaglomerulares, que aparecem à microscopia eletrônica como grânulos eletrodensos, sendo secretada por exocitose. Utilizando-se imuno-histoquímica, foi possível demonstrar que os grânulos intracelulares contêm renina e Ang II.7,8,9 Estudos utilizando-se hibridização in situ demonstraram claramente uma grande concentração de grânulos negros,

Fig. 7.2 Expressão de mRNA para renina utilizando-se hibridização in situ em rim de rato submetido a restrição de sódio na dieta associado ao uso de diurético de alça (furosemida). Note a grande concentração de grânulos negros, que correspondem ao mRNA para renina, localizados no hilo renal.

72

Peptídeos Vasoativos e o Rim

Quadro 7.1 Condições que alteram níveis de renina Estimula Secreção de RENINA

Fig. 7.3 Expressão de renina em arteríola aferente. Imuno-histoquímica. Note a arteríola marcada em vermelho. (Ver o Cd-ROM.)

diuréticos). Além disso, situações clínicas que cursam com baixa perfusão renal, como é o caso da insuficiência cardíaca congestiva descompensada e cirrose hepática, estão freqüentemente associadas ao aumento da liberação renal de renina. Ao contrário, a expansão de volume e a dieta rica em sódio levam à supressão da liberação de renina.6,10 Assim, a liberação de renina responde inversamente a alterações da perfusão renal. Esta resposta parece ser mediada por mecanismo barorreceptor renal localizado nas células justaglomerulares da arteríola aferente, sensíveis a pequenas alterações de pressão transmural e de estiramento da parede da arteríola. O aumento da pressão de perfusão estira a parede da arteríola aferente induzindo diminuição da secreção de renina, enquanto a redução da pressão de perfusão renal aumenta a secreção de renina.

Existe também uma relação inversa entre a ingestão de sódio e a atividade da renina. Devido à disposição anatômica especial da alça de Henle (no local da mácula densa) com as células justaglomerulares produtoras de renina (na arteríola aferente), a concentração de cloreto de sódio do fluido tubular é detectada pela mácula densa, regulando a secreção de renina. Dieta rica em sódio e expansão do volume estão associadas com baixos níveis plasmáticos de renina, enquanto dieta pobre em sal e depleção de volume são acompanhadas por baixos níveis de sódio e cloro no fluido tubular distal, que estimula renina.6,10 Foi objeto de grande discussão se era o conteúdo de sódio ou de cloro do fluido tubular o responsável pela sensibilização da mácula densa. A favor da possibilidade do cloro como principal modulador da secreção de renina, os estudos de Hackenthall e cols demonstraram que a infusão de sais de sódio (outros que não o cloreto de sódio) não consegue diminuir a liberação de renina, enquanto a infusão de variadas concentrações de cloro produz alterações da secreção de renina.10 No entanto, é importante observar que este padrão de resposta é idêntico ao que se observa na alça ascendente espessa de Henle quando se estuda o

Inibe Secreção de RENINA

pressão de perfusão renal

pressão de perfusão renal

restrição na ingesta de Na⫹ perda de Na⫹ (uso de diuréticos) depleção de volume hipovolemia funcional (ICC, cirrose hepática com ascite, síndrome nefrótica)

dieta rica em Na⫹ expansão de volume

estímulo adrenérgico (epinefrina, norepinefrina, dopamina)

deficiência de catecolamina

inibição de AII

AII

Íons Ca⫹⫹ intracelular (quelação de Ca com EDTA, bloqueador de canais de Ca) Mg⫹⫹ K⫹

Íons Ca⫹⫹ intracelular

K⫹

prostaglandinas (PGE2 e PGI2)

inibição de prostaglandinas

adenosina

ADH

Fatores de crescimento TNF, IL-1 IGF TGF-␤

Fatores de crescimento EGF

tumor secretor de renina

comportamento do transportador sensível à furosemida (Na-K-2 Cl). Na verdade as células da mácula densa são células da alça de Henle e o fato de ser o canal Na-K-2 Cl o mediador do sinal para a secreção de renina explica por que o uso de furosemida aumenta em grande monta a secreção deste hormônio. Isto ocorre porque quanto menor o transporte de NaCl na mácula densa, maior é a liberação de renina pelas células justaglomerulares.11 O estímulo adrenérgico desempenha um papel relevante na regulação da secreção de renina. As células justaglomerulares são inervadas por fibras simpáticas e apresentam receptores ␤-adrenérgicos. Diversos estudos demonstraram que a estimulação elétrica dos nervos renais12 ou infusões de concentrações farmacológicas de epinefrina e norepinefrina13 estimulam diretamente a secreção de renina, sem alterar o fluxo sanguíneo renal nem a excreção de sódio. A dopamina também influencia a secreção de renina, uma vez que existe inervação dopaminérgica específica no aparelho justaglomerular. Infusão intra-renal de dopamina produz um aumento da secreção de renina que é dose-dependente e bloqueada por drogas bloqueadoras dopaminérgicas.

73

capítulo 7

A secreção de renina pode ser influenciada de maneira significativa por substâncias circulantes e por substâncias produzidas localmente. Neste contexto, destaca-se a participação da Ang II, que inibe diretamente a liberação de renina.10 Assim, a inibição de Ang II por qualquer modalidade (por exemplo, inibidores da enzima de conversão) é um potente estímulo para a liberação de renina. Prostaglandinas, tais como PGE2 ou PGI2, estimulam a secreção de renina,14 e a inibição da síntese de prostaglandinas bloqueia a liberação de renina. As cininas são vasodilatadores que também estimulam a liberação de renina. O hormônio antidiurético (ADH) inibe a liberação de renina estimulada, porém não está claro se esta inibição é devida a uma ação direta nas células justaglomerulares ou à expansão do volume plasmático. A ação do peptídeo atrial natriurético (ANP) na secreção de renina é controversa. Na maioria dos estudos o ANP diminui a atividade da renina plasmática.

O óxido nítrico pode tanto inibir quanto estimular a secreção de renina.15 Como a mácula densa tem grande quantidade de sintetase do óxido nítrico do tipo b (bNOS), que é uma das enzimas que sintetizam óxido nítrico, é bastante provável que o óxido nítrico participe do sinal para produção de renina gerado na mácula densa.

Alterações nas concentrações extracelulares de diversos íons podem também alterar a liberação de renina. O cálcio tem um papel central no controle da secreção de renina: diminuição do cálcio citosólico estimula a secreção de renina, enquanto aumento do cálcio intracelular está associado com diminuição da liberação de renina.10 Tanto a quelação do cálcio com EDTA quanto o uso de bloqueadores de canais de cálcio estimulam a secreção de renina. O aumento da concentração de magnésio estimula a secreção de renina provavelmente por hiperpolarização da membrana celular, que inibe o influxo de cálcio. Existe uma correlação entre potássio e liberação de renina. Aumento de potássio despolariza a membrana celular, aumenta a permeabilidade da célula ao cálcio e assim permite um aumento do influxo de cálcio.

A adenosina parece ser um sinal adicional inibindo a liberação de renina. A adenosina exógena, in vivo, leva a uma vasoconstrição renal passageira, com redução da taxa de filtração glomerular e inibição da secreção de renina.

Estudos com bloqueadores do receptor da adenosina mostraram que a adenosina é um mediador parcial da liberação de renina dependente da mácula densa.16 Assim, seus efeitos na secreção de renina podem também ser secundários às alterações na hemodinâmica renal.

Mais recentemente, tem sido analisado o papel dos fatores de crescimento na hemodinâmica renal e sistêmica.

O fator de necrose tumoral (TNF) e a interleucina-1 (IL-1) são potentes indutores da secreção de renina mas inibem a secreção de aldosterona. Estas citocinas foram implicadas na síndrome do hipoaldosteronismo hiper-reninêmico observado em pacientes graves. Concentrações fisiológicas de insulina e fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) também estimulam a renina. Os fatores transforma-

dores do crescimento ␤1 e ␤2 (TGF-␤1 e TGF-␤2) estimulam a renina e aparentemente seus efeitos são mediados via prostaglandinas. A privação de água aumenta a expressão de TGF-␤ com aumento da atividade da renina plasmática. Ao contrário, o fator de crescimento epidérmico (EGF) (que apresenta muitas propriedades em comum com Ang II) é mais potente inibidor de renina que de Ang II.

Pontos-chave: Principais estímulos para secreção de renina • Diminuição da volemia • Hipoperfusão renal Principais estímulos para diminuição da secreção de renina • Aumento da volemia • Aumento da perfusão dos rins

QUANTIFICAÇÃO DA ATIVIDADE DA RENINA A renina plasmática circulante é constituída por sua forma precursora inativa (PRÓ-renina) e sua forma ativa (renina). A atividade da renina plasmática é determinada através da medida da taxa de geração de Ang I a partir do angiotensinogênio plasmático endógeno. A quantidade de Ang I produzida durante um determinado período é medida por radioimunoensaio e expressa em unidade de nanogramas por ml/min.

A coleta de sangue de veia renal para dosagem de renina é realizada para auxiliar o diagnóstico de estenose de artéria renal unilateral (hipertensão arterial renovascular).

Nos pacientes com suspeita de estenose de artéria renal a administração de inibidores de enzima de conversão ressalta a secreção de renina no rim afetado.

A medida da atividade da renina periférica pode ser um importante parâmetro para avaliação da participação do SRA em determinadas situações fisiopatológicas. Uma vez que a secreção de renina é altamente influenciada pela ingesta de sódio na dieta e pelo estado do volume extracelular, a determinação de renina plasmática deve estar correlacionada ao balanço de sódio.

ENZIMA CONVERSORA DE ANGIOTENSINA (ECA) Propriedades Bioquímicas A enzima conversora de angiotensina (ECA) é uma carboxipeptidase com peso molecular de 120-180 kDa que

74

Peptídeos Vasoativos e o Rim

converte Ang I para Ang II e, adicionalmente, inativa a bradicinina.

Distribuição Tecidual A ECA encontra-se totalmente distribuída no organismo e mais abundantemente no endotélio, mas também na borda em escova (p. ex.: rim, duodeno e íleo) e em órgãos sólidos como útero e coração. Além disso a ECA também está presente no sistema nervoso central e em células mononucleares.17 Originalmente o endotélio pulmonar foi responsabilizado como principal local da conversão de Ang I para Ang II. No entanto, a formação de Ang II em tecidos periféricos pode ser igualmente importante. No rim, a ECA está localizada nas células endoteliais e na borda em escova do túbulo proximal.18 Uma vez que o túbulo proximal é capaz de produzir Ang II isoladamente,19 a ECA produzida pelas células da borda em escova nestes túbulos deve participar da ativação local do SRA, importante na regulação da reabsorção do fluido tubular proximal.

em-se sob a ação da Ang II.22 Entretanto, existe uma maior sensibilidade na arteríola eferente. O óxido nítrico pode modular a ação vasoconstritora da Ang II na arteríola aferente mas não na eferente. Ang II induz ainda a contração de células mesangiais e com isso leva à redução da superfície de filtração glomerular, reduzindo o coeficiente de filtração glomerular (Kf). A Ang II afeta ainda o tamanho do poro da membrana basal glomerular e assim influencia a proteinúria: aumento do tamanho do poro induzido por aumento dos níveis locais de Ang II resulta em proteinúria. Por outro lado, inibidores de Ang II diminuem a proteinúria na síndrome nefrótica. No túbulo proximal, a Ang II estimula a reabsorção de sódio, água e bicarbonato.

Ações na Supra-renal Ang II estimula a síntese de aldosterona na zona glomerulosa do córtex supra-renal. Desta maneira, o SRA mantém a homeostase de sódio, água e potássio.

Ações no Sistema Nervoso Central ANGIOTENSINA II A Ang II é um peptídeo que tem um papel chave na regulação da pressão arterial e no balanço de sódio e água em resposta a alterações do volume extracelular ou da pressão sanguínea sistêmica. Estas ações são resultado de uma ação direta no rim, na vasculatura extra-renal e nos túbulos renais e indiretamente através dos efeitos na supra-renal e no sistema nervoso central.1,2,3

Ações na Vasculatura A Ang II é um potente vasoconstritor, fundamental para manter a homeostase da pressão sanguínea. A infusão de Ang II aumenta a resistência periférica total, principalmente na circulação renal, mesentérica e da pele, mas não em músculo esquelético.20 O sistema nervoso central responde à Ang II aumentando a descarga simpática e diminuindo o tônus vagal.

Ações Renais No rim existe um SRA completo que gera Ang II localmente. Assim, as ações da Ang II no rim podem ser derivadas de Ang II da circulação ou da produção local. A Ang II tem ações importantes no rim que incluem modificações da resistência vascular com conseqüente alteração da função glomerular, além de influir de maneira marcante na reabsorção de sódio.

A Ang II diminui o fluxo sanguíneo renal e a taxa de filtração glomerular devido ao aumento da resistência vascular.21 Tanto a arteríola aferente como a eferente contra-

A Ang II age aumentando a sede e o apetite ao sal, contribuindo assim para o aumento do volume extracelular.

Ações da Ang II no Crescimento Celular A Ang II pode promover crescimento e hipertrofia celular. A Ang II induz uma resposta hipertrófica em células mesangiais em cultura, além de induzir a produção de fatores de crescimento, tais como fator de crescimento derivado de plaqueta (PDGF) e TGF-␤, levando ao aumento da produção de matriz extracelular.23 A Ang II modula também o crescimento celular das células da musculatura lisa dos vasos e dos miócitos cardíacos e assim deve ter participação no desenvolvimento da hipertrofia cardíaca que acompanha algumas formas de hipertensão arterial.24

Pontos-chave: • A angiotensina II mantém a volemia conservando sal e água e promovendo vasoconstrição periférica (ação sistêmica) • A angiotensina II é um agente proliferativo e fibrogênico (ação local)

Receptores para Ang II e Mecanismo de Ação Celular As células respondem à Ang II através de receptores altamente específicos presentes na membrana celular.25

75

capítulo 7

Duas classes principais de receptores para a Ang II foram identificadas: AT1 e AT2. O receptor AT1 é o mediador de quase todas as funções fisiológicas conhecidas da Ang II (vasoconstrição, secreção de aldosterona, sede, crescimento e reabsorção tubular de sódio). O Losartan é um antagonista do receptor AT1 e o PD-123177 é o antagonista do receptor AT2.

Os receptores para Ang II, particularmente AT1, foram demonstrados no sistema nervoso central, nos vasos, fígado, supra-renal, rim, ovário, baço, pulmão e coração. Os receptores vasculares para Ang II se concentram nas células da musculatura lisa dos vasos. No rim, receptores para Ang II estão localizados nos vasos, glomérulos, túbulos proximais e distais, mácula densa e na medula renal.26,27 Após a interação da Ang II com seus receptores ocorre ativação de uma cascata de eventos regulada principalmente pelas proteínas G associadas ao receptor. Estas proteínas reguladoras ativam (fosfolipase C) ou inibem (adenilciclase) enzimas presentes na membrana celular, levando à alteração da concentração de componentes intracelulares (“segundos mensageiros”) como o aumento do inositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG) e a diminuição dos níveis de AMP cíclico (AMPc). O IP3 liga-se a receptores no retículo endoplasmático, liberando cálcio ionizado de organelas não-mitocondriais e assim aumenta o cálcio intracitoplasmático. O DAG, na presença do aumento do cálcio livre citosólico, une-se e ativa a proteína cinase C. Este mecanismo de ativação promove a contração das células da musculatura lisa dos vasos, como também a contração de células mesangiais, além de agir como estímulo mitogênico.28

ANGIOTENSINASES A inativação da Ang II e da Ang III ocorre por hidrólise causada por angiotensinases não-específicas que estão presentes no sangue e tecidos. A degradação da angiotensina ocorre nos diferentes órgãos, incluindo o rim.

SISTEMA RENINAANGIOTENSINA EM SITUAÇÕES FISIOPATOLÓGICAS

vidade do SRA. Já nas formas de hipertensão arterial essencial, os níveis de renina se encontram dentro da faixa de normalidade em 60% dos casos, enquanto que em 15% dos casos os níveis estão elevados.

As principais formas de inibir o SRA são através da utilização de inibidores da ECA, que bloqueiam a formação de Ang II, e dos antagonistas dos receptores AT1, que impedem a ação da Ang II. São drogas usadas na terapêutica da hipertensão arterial e da insuficiência cardíaca congestiva, situações nas quais há excessiva retenção de sal.

A inibição da ECA está associada ao aumento das cininas, que também contribuem para o efeito terapêutico (como será discutido ainda neste capítulo). Por outro lado, são responsáveis pelo aparecimento da tosse seca como efeito colateral. Os antagonistas dos receptores AT1 diminuem a pressão arterial e inibem os efeitos mitogênicos mediados por Ang II.

Nefropatia Diabética No diabetes, associado ou não com hipertensão arterial, os níveis de renina encontram-se diminuídos, provavelmente como resultado da expansão de volume, função anormal do sistema nervoso autônomo e baixa produção renal de PGI2. Como conseqüência, há baixa produção de aldosterona, levando à hiperpotassemia.

Curiosamente, apesar de a atividade do SRA ser baixa no diabetes, a Ang II é um importante mediador das alterações fisiopatológicas da nefropatia diabética. A Ang II leva ao aumento da pressão intraglomerular (por vasoconstrição da arteríola eferente) e induz hipertrofia da célula mesangial com aumento da produção de matriz. O uso de inibidores da ECA (e mais recentemente antagonista do receptor AT1) diminui a proteinúria assim como retarda a progressão da nefropatia diabética, tanto em modelos experimentais como em humanos.

Nefropatias Crônicas Em diversas nefropatias foi demonstrada a atividade do SRA, que por mecanismos mediados via Ang II pode levar ao aumento da pressão capilar intraglomerular e proteinúria. Assim, inibidores da ECA têm sido utilizados

Pontos-chave:

Hipertensão Arterial Não há dúvida de que a infusão de Ang II leva à hipertensão arterial por induzir vasoconstrição, além de aumentar o volume intravascular mediado pela aldosterona.

Existem formas de hipertensão arterial que são classicamente renina-dependentes, como é o caso da estenose de artéria renal e tumor secretor de renina. No entanto, a hipertensão maligna também está associada com hiperati-

Patologias tratáveis pela inibição do sistema renina-angiotensina • Hipertensão arterial • Hipertrofia do ventrículo esquerdo • Insuficiência cardíaca congestiva • Nefropatia diabética • Insuficiência renal crônica (inicial)

76

Peptídeos Vasoativos e o Rim

como agentes antiproteinúricos e nefroprotetores. No entanto, o efeito antiproteinúrico é variável: a resposta parece melhor em pacientes normotensos e quando se associa a restrição de sal na dieta. Além desses efeitos o bloqueio do SRA pode ser nefroprotetor por inibir a formação de fibrose intersticial.

PEPTÍDEOS DERIVADOS DAS ANGIOTENSINAS Alguns peptídeos derivados da degradação das angiotensinas não são biologicamente inertes. Os mais conhecidos são Ang-(1-7), Ang-(2-8) ou Ang III e Ang-(3-8) ou Ang IV. Estes peptídeos são gerados através da ação de angiotensinases, conforme mostrado na Fig. 7.4.

Ang-(1-7) A Ang-(1-7) é um derivado da angiotensina que tem ações fisiológicas, na maior parte das vezes, antagônicas às da Ang II. O heptapeptídeo é produzido pela ação de peptidases teciduais sobre a angiotensina e é rapidamente hidrolisado depois de formado, principalmente através da ação da enzima conversora da angiotensina. Desta forma, com o uso dos inibidores da ECA ocorre acúmulo de Ang(1-7). Neste caso, o aumento da concentração de Ang-(1-7)

Angiotensinogênio

deriva tanto do bloqueio da degradação do heptapeptídeo quanto do acúmulo de substrato (Ang I). Além disso, o uso de bloqueador de receptor AT1 também pode levar ao acúmulo de Ang-(1-7).4 A Ang-(1-7) potencializa os efeitos hipotensores da bradicinina. O mecanismo envolvido é complexo e inclui facilitação da liberação de óxido nítrico, prostaglandinas, fator hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF) e inibição da quebra de bradicinina (BK) via ECA. No entanto, a Ang-(1-7) também pode agir tendo a BK como mediador, pois a Ang-(1-7) é capaz de se ligar ao receptor AT2 e a ativação deste estimula a síntese de bradicinina.29 No rim a Ang-(1-7) produz diurese e natriurese. Estes efeitos são bloqueáveis por losartan, mas não são devidos à ação do receptor AT1 e sim a um outro receptor sensível a losartan, denominado receptor AT1-símile. A Ang-(1-7) também afeta o transporte de água no túbulo renal, e como este efeito é bloqueável por PD 123319, deve ser mediado por AT2. Parte dos efeitos da Ang-(1-7) no rim também pode ser mediada pelo receptor da Ang IV, uma vez que a Ang-(1-7) pode ser convertida em Ang-(3-7) que, por sua vez, é capaz de ativar o receptor da Ang IV.

Ang III A Ang III determina os mesmos efeitos da ativação do receptor AT1 da Ang II, tendo já sido inclusive questionado se os efeitos fisiológicos da Ang II não seriam mediados por Ang III. Destes efeitos, parece que a Ang III realmente é a responsável pela liberação de vasopressina, uma vez que quando se bloqueia a conversão Ang II–Ang III o efeito não é mais observável. Além disso, a Ang III pode ter um papel importante na inflamação e fibrose glomerulares.30

Ang IV

Ang I (1-10)

Ang-(1-7)

Ang II (1-8)

Ang III (2-8)

A Ang IV está envolvida nos mecanismos de recordação de memória, vasodilatação encefálica e crescimento celular da adeno-hipófise. O receptor da Ang IV está distribuído em vários sítios anatômicos do sistema nervoso central, mas também está presente em outros órgãos e tecidos como coração, supra-renais e músculo liso vascular.

Sua ação nestes alvos ainda está sob investigação.31

Ang IV (3-8)

Pontos-chave:

Ang-(3-7) Fig. 7.4 Catabolismo das angiotensinas. § representa ACE, * endopeptidases neutras, # aminopeptidases e † carboxipeptidases.

Efeitos dos metabólitos da angiotensina II • Ang-(1-7): vasodilatação e antiproliferação • Ang III: vasoconstrição e proliferação celular • Ang IV: efeitos no sistema nervoso central

capítulo 7

SISTEMA RENAL CALICREÍNA-CININA As cininas são peptídeos vasodilatadores, sendo que o mais conhecido, a bradicinina, foi descoberta por um cientista brasileiro, o Professor Rocha e Silva.32 A participação do sistema calicreína-cinina na função renal, com ações primordialmente vasodilatadoras, continua pouco definida. No entanto, existem fortes evidências de que estas substâncias atuem na regulação do fluxo sanguíneo renal e no controle da excreção renal de sódio e água.2,3,33

Componentes do Sistema Renal Calicreína-cinina Assim como existe um sistema vasoconstritor (sistema renina-angiotensina) cujo elemento ativo é um peptídeo (Ang II, com oito aminoácidos), existe um sistema vasodilatador cujo agonista ativo mais comum é outro peptídeo (bradicinina, com nove aminoácidos). Da mesma forma que o SRA, o sistema calicreína-cinina tem um zimogênio precursor (cininogênio) que é quebrado para gerar os peptídeos ativos através da ação de uma enzima ativadora (calicreína). Além disso, os peptídeos são degradados por enzimas proteolíticas (cininases).34 A bradicinina é gerada na circulação, mas nos tecidos é produzido um decapeptídeo chamado calidina, que é uma molécula de bradicinina acrescida de uma lisina em sua porção amino-terminal, portanto é uma lisil-bradicinina. Uma pequena quantidade da calidina pode ser convertida a bradicinina por uma aminopeptidase (Fig. 7.5).

CININOGÊNIOS Os cininogênios são glicoproteínas de cadeia simples sintetizados primariamente no fígado e depois secretados e transportados no plasma. O gene do cininogênio humano (localizado no cromossoma 3q26) codifica a produção de dois cininogênios: um cininogênio de alto peso molecular — HMW (88-120 kDa) — e outro cininogênio de bai-

Cininogênio de baixo peso molecular

Cininogênio de alto peso molecular

77

xo peso molecular — LMW (50-68 kDa). Na circulação sistêmica a calicreína quebra o cininogênio de alto peso molecular e nos tecidos a calicreína age sobre os dois tipos de cininogênio. Os cininogênios estão também presentes na membrana das plaquetas, nos neutrófilos e no endotélio vascular. No rim, LMW-cininogênio (o substrato preferido para calicreína tissular renal) é detectado tanto no córtex como na medula renal.

CALICREÍNAS As calicreínas são proteases que existem em duas grandes formas, a plasmática e a tissular, e que diferem entre si estrutural e funcionalmente. A calicreína plasmática (100 kDa) participa da cascata de coagulação e libera cininas (principalmente bradicinina) do cininogênio de alto peso molecular mas não do LMW-cininogênio. A calicreína plasmática não é encontrada no rim e é pouco provável que afete a função renal. No entanto, pela liberação de bradicinina, um potente vasodilatador, podem ocorrer efeitos vasculares periféricos. A calicreína tissular (24-45 kDa), também chamada calicreína glandular, está presente em glândulas endócrinas e exócrinas e no rim. Diversas proteinases são capazes de ativar a PRÓ-calicreína. Uma vez ativada, a calicreína renal quebra usualmente o LMW-cininogênio liberando a lisil-bradicinina (calidina).

A atividade enzimática das calicreínas tissulares pode ser inibida pela aprotinina (6,5 kDa). A aprotinina está disponível comercialmente e é amplamente empregada como inibidor tissular de calicreína, ainda que não seja específica para este fim.

O gene humano da calicreína renal localiza-se no cromossoma 19 (q13.2-13.4) e é denominado hKLK1. Foi observado que existe homologia, tanto no nível genômico DNA como no nível protéico, entre a calicreína tissular e o hKLK3, que codifica o antígeno prostático específico (PSA).

O PSA está presente na próstata e é relevante na detecção do carcinoma de próstata. Na verdade, o PSA pertence, do ponto de vista estrutural, à família das calicreínas, embora não tenha função correlata às mesmas. Outras proteínas também têm esta característica, como a tonina, que, embora seja assemelhada às cininas, gera angiotensina II a partir de angiotensinogênio.

CININAS As cininas têm uma meia-vida extremamente curta de 10 a 30 segundos, o que dificulta e limita o estudo destas substâncias. A concentração de cininas em fluidos biológicos também é muito baixa, da ordem de pg/ml. A cinina formada no rim é detectada na urina, no fluido intersticial renal e, em algumas circunstâncias, no sangue venoso renal.

Calidina

Bradicinina

CININASES Fig. 7.5 Componentes do sistema calicreínas-cininas. * representa calicreína tissular, # calicreína plasmática e § aminopeptidase.

As cininas são rapidamente inativadas por cininases (cininases I e II) e pelas endopeptidases neutras (EPN),

78

Peptídeos Vasoativos e o Rim

todas presentes no sangue e nos tecidos.35 A cininase I é uma carboxipeptidase específica que remove o aminoácido carboxiterminal das cininas (arginina). A cininase II e a endopeptidase neutra EPN 24-11 quebram a ligação ProPhe da bradicinina.36 A cininase II também quebra a ligação His-Leu da Ang I, levando à formação da Ang II, sendo também conhecida como enzima conversora da angiotensina I. Os rins são muito ativos em degradar cininas, pois 90% do hormônio é inativado e 1% é excretado na urina.37

Receptores para Cininas As cininas agem nas células-alvo através de receptores, denominados BK1 e BK2.38 Os receptores BK2 são os principais mediadores das cininas. Os receptores BK1 são menos proeminentes que os BK2 e exercem efeitos quando induzidos por inflamação, como no choque endotóxico induzido por endotoxina de E. coli, situação na qual ocorre uma marcante vasodilatação e hipotensão.

Pontos-chave: Componentes do sistema calicreína-cininas • Cininogênio (tissular ou plasmático) • Calicreína • Bradicinina ou calidina • Receptores BK1 e BK2 • Cininase II (ECA)

Localização Renal dos Componentes do Sistema Calicreína-cinina Utilizando técnicas de imuno-histoquímica39 e de hibridização in situ,40 foi possível localizar os componentes do sistema calicreína-cinina ao longo do néfron. LMW-cininogênio foi identificado no néfron distal, particularmente nos túbulos distais medulares e corticais e nos ductos coletores.39 Imunorreatividade para calicreína e atividade enzimática foram demonstradas predominantemente no túbulo de conexão no córtex renal.39,41 Técnicas de imunocitoquímica sugerem que a calicreína é encontrada predominantemente na membrana plasmática e sua reatividade é maior do lado luminal. A calicreína é secretada para a luz do túbulo distal, e parte vai para o espaço peritubular, onde pode agir no cininogênio plasmático e formar bradicinina.

A calicreína urinária consiste predominantemente em calicreína secretada pelo rim, embora uma pequena parte possa ser resultado de calicreína filtrada.

Tanto a calidina como a bradicinina são excretadas na urina. É provável que os túbulos coletores sejam o principal sítio de produção de cinina e de sua ação. A bradicini-

na extra-renal filtrada não alcança este local porque ocorre degradação no néfron proximal.

A cininase II está localizada nas células endoteliais, células epiteliais do túbulo proximal (borda em escova) e do túbulo distal e no glomérulo. A endopeptidase neutra está localizada na borda em escova do túbulo proximal. Assim, os rins são muito ativos em degradar. As cininas circulantes filtradas pelo rim são degradadas rapidamente pela cininase II na borda em escova do túbulo proximal,33 e se elas entram na circulação pós-glomerular são inativadas pela cininase II das células endoteliais ou então degradadas no pulmão. Uma vez que a atividade das cininases é tão abundante no túbulo proximal e na vasculatura, é pouco provável que cininas circulantes sejam capazes de modular a função renal. Por isso, a geração endógena parece ser necessária para a ativação da cinina in vivo.33 Receptores para bradicinina estão presentes em alta densidade nos túbulos coletores corticais e medulares e em células intersticiais, e mais recentemente foram detectados também em células mesangiais em cultura.42 Em resumo, a localização de cininogênio, calicreína e locais específicos de ligação para cininas no néfron distal sugere que esta região seja o principal local de produção e de ação das cininas renais.

Ações do Sistema Calicreína-cinina no Rim Desde 1909, quando foram constatadas as propriedades hipotensoras da urina (agora reconhecidas como sendo devido à excreção renal de calicreína), discute-se o papel do sistema calicreína-cinina na função renal, no controle da pressão arterial e na regulação da excreção de sódio e água.

No entanto, até hoje a contribuição isolada do sistema calicreína-cinina isoladamente ainda não foi estabelecida. Os dados demonstrando um alto turnover diário da taxa de calicreína renal em humanos, além da presença de altas concentrações de cininases renais e da identificação de receptores para cininas em túbulos, células intersticiais e células mesangiais, falam a favor da ação local deste sistema. Por outro lado, estudos mais recentes indicam que o sistema calicreína-cinina parece agir como parte de um complexo sistema de regulação que envolve também as prostaglandinas, a renina, a Ang II e outros peptídeos vasoativos.

EFEITOS NA HEMODINÂMICA RENAL Os primeiros estudos sobre a ação das cininas na função renal foram realizados em 1964 por Webster43 e cols e em 1965 por Gill e cols.44 Foi demonstrado que a infusão aguda de doses farmacologicamente ativas de cininas induzia um importante efeito de vasodilatação renal, com aumento do fluxo sanguíneo renal e aumento da excreção de sódio e água. Estes resultados sugerem que as cininas sejam fatores capazes de regular o fluxo sanguíneo renal.

79

capítulo 7

Já a administração crônica de bradicinina na artéria renal mostrou que, embora a vasodilatação renal permaneça, o aumento na excreção de sódio e água não se mantém ao longo do tempo.45 Estes achados falam contra a possibilidade de as cininas terem um papel natriurético cronicamente. Todos estes resultados devem ser analisados criteriosamente, pois infusões destes peptídeos podem não refletir verdadeiramente os efeitos da bradicinina gerada endogenamente. É pouco provável que in vivo as cininas circulantes modulem a função renal, pois, como já discutido acima, devido à abundante atividade das cininases nos vasos e no túbulo proximal, estas substâncias são rapidamente degradadas. Assim, a geração endógena parece ser necessária para a ação de cinina in vivo.

A bradicinina tem um potente efeito relaxante na arteríola glomerular, promovendo vasodilatação tanto da arteríola aferente como da eferente.46 Entretanto, a arteríola eferente dilata em resposta à bradicinina de uma maneira dose-dependente.46

EFEITOS NA EXCREÇÃO DE SÓDIO E ÁGUA As cininas induzem o aumento da excreção de sódio e água, porém o exato mecanismo deste efeito continua controverso. Muitos autores correlacionam a natriurese aos efeitos vasodilatadores das cininas. Desde os experimentos de Webster e Granger tem sido documentado que infusão de bradicinina na artéria renal induz natriurese sem alterar a taxa de filtração glomerular,43,45 sugerindo efeito direto no transporte tubular de sódio.

A favor desta possibilidade estão os estudos de microperfusão de porções distais do túbulo proximal com soluções suprafisiológicas de bradicinina, nos quais há aumento da excreção de sódio, provavelmente por ação direta no epitélio urinário.35,47 A inibição do eixo calicreína-bradicinina endógeno usando anticorpos específicos antibradicinina ou utilizando-se aprotinina acaba com o efeito natriurético e diurético da infusão salina.35 Estes resultados indicam que as cininas endógenas podem agir como substâncias natriuréticas.

A cinina produzida endogenamente, quer seja pelo uso de inibidores de cininases renais (captopril) ou pelo tratamento crônico com desoxicorticosterona (que aumenta os níveis de cininas endógenas), aumenta o fluxo sanguíneo

papilar, a diurese e a excreção de sódio. Neste modelo, o uso de bloqueadores específicos de receptores de cininas BK2 consegue atenuar ou mesmo abolir estes efeitos. Assim, fica claro que cinina produzida endogenamente afeta de forma significativa a hemodinâmica renal e a função excretora.33

Inter-relações entre Sistema Calicreína-cinina e outros Sistemas É provável que as cininas exerçam seus efeitos moduladores na função renal por interação com outros hormônios vasoativos, incluindo o sistema renina-angiotensina, prostaglandinas e vasopressina.33

SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA A inter-relação entre o sistema calicreína-cinina e o sistema renina-angiotensina é complexa e não compreendida completamente. No entanto, alguns aspectos têm sido bem reconhecidos. Há evidências de que a bradicinina pode estimular diretamente a liberação de renina no glomérulo.48 Por outro lado, a enzima conversora de angiotensina é eficiente em inativar cininas. Por este motivo, parte do efeito anti-hipertensivo dos inibidores da ECA pode ser uma conseqüência da diminuição da destruição de cinina, mantendo os seus efeitos vasodilatadores. É possível que o uso de bloqueadores do receptor AT1 da Ang II conduza a efeitos semelhantes, pois com o bloqueio destes receptores há aumento da concentração de Ang II e conseqüentemente maior ativação dos receptores AT2. Existe a suspeita de que os receptores AT2 possam ativar o sistema calicreína-cininas.38 É interessante que em algumas situações os dois sistemas parecem ter comportamentos opostos e paradoxais.

Por exemplo, dietas pobres em sódio e outras alterações sistêmicas, como depleção de volume, estimulam a síntese de renina e aumentam os níveis de Ang II e aldosterona, com objetivo de reter sódio e água e aumentar a pressão arterial em defesa da homeostase circulatória. Por outro lado, estes mesmos estímulos aumentam a calicreína renal e a produção de cinina, que têm ações vasodilatadoras e objetivam uma defesa local do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular.

EICOSANÓIDES Pontos-chave: Principais efeitos das cininas • Diminuição da pressão arterial • Vasodilatação sistêmica • Vasodilatação renal • Natriurese • Diurese

O sistema calicreína-cinina ativa a síntese de eicosanóides no rim. Diversos estudos demonstram que a cinina estimula a liberação do ácido araquidônico e subseqüente síntese de eicosanóides na vasculatura renal, células intersticiais e células epiteliais. Isto tudo parece ocorrer via ativação de receptor BK2 e liberação de ácido araquidônico mediado por fosfolipase A2.

A estimulação da produção de PGE2 ocorre em resposta à cinina em células dos ductos coletores assim como em

80

Peptídeos Vasoativos e o Rim

arteríolas glomerulares e células mesangiais. A síntese de PGI2 vascular é poderosamente estimulada pela cinina, assim como é a síntese de tromboxane A2.

A vasopressina estimula a liberação de calicreína renal e a produção de cininas, mas as cininas inibem a reabsorção de sódio e água induzida por vasopressina nos ductos coletores, provavelmente via produção de PGE2 neste local. Assim, é possível que existam alças de feedback negativo local entre cininas, eicosanóides e vasopressina no néfron distal.

PEPTÍDEO NATRIURÉTICO ATRIAL (ANP) A calicreína tissular é capaz de formar ANP a partir de seu precursor e catabolizar a atividade dos eupeptídeos in vitro. A administração de ANP afeta a excreção urinária de calicreína. A endopeptidase neutra NEP 24.11 degrada tanto as cininas quanto os peptídeos natriuréticos, assim os efeitos farmacológicos de sua ação são inespecíficos. Fato semelhante ocorre com o bloqueio da ECA, que tanto impede a formação de Ang II quanto impede a degradação das cininas.

ÓXIDO NÍTRICO O óxido nítrico é um mediador implicado na vasodilatação induzida por cinina. A vasodilatação produzida pela administração de bradicinina é significativamente, mas não totalmente, dependente da síntese de óxido nítrico e pode ser marcadamente atenuada por inibidores da óxido nítrico sintetase.

SISTEMA CALICREÍNA-CININA EM SITUAÇÕES FISIOPATOLÓGICAS

dores da enzima de conversão diminui a destruição das cininas, o que provavelmente desempenha papel significante na sua eficiência anti-hipertensiva.

Fibrose Miointimal Os inibidores da ECA são capazes de prevenir a fibrose miointimal que ocorre em artérias lesadas. Estudos mais aprofundados mostraram que tanto a Ang II quanto as cininas desempenham um papel na formação/prevenção da fibrose miointimal. O efeito das cininas é, provavelmente, mediado pela geração de óxido nítrico.41

Infarto do Miocárdio Os inibidores da ECA, quando usados no infarto agudo do miocárdio, são capazes de melhorar a função cardíaca, diminuir a mortalidade e a taxa de reinfarto. A maior quantidade de cininas presentes na circulação coronária poderia, neste caso, gerar maior quantidade de PGI2 e NO, que são importantes inibidores da agregação plaquetária.

Além disso, as cininas são estimuladores potentes da liberação de tPA (ativador tissular de plasminogênio), que pode, por sua vez, ativar a plasmina e induzir fibrinólise.41

Pontos-chave: Patologias associadas à depleção de cininas (ou que poderiam se beneficiar do aumento de cininas) • Síndrome hepatorrenal • Fibrose miointimal • Infarto do miocárdio • Hipertensão arterial

Cirrose Hepática Pacientes com cirrose hepática apresentam aumento da excreção urinária de calicreína. Quando estes pacientes evoluem para a síndrome hepatorrenal ocorre uma diminuição drástica desta excreção, sugerindo que a incapacidade de produzir cininas possa contribuir para a gênese da insuficiência renal aguda na síndrome hepatorrenal.

Hipertensão Arterial Em hipertensão arterial clínica e experimental foi demonstrada uma diminuição da excreção urinária de calicreína e que esta redução correlaciona-se com a gravidade da hipertensão. A diminuição da atividade do sistema calicreína-cinina renal pode ser responsável, em parte, pela retenção de sódio e assim participar da fisiopatologia da hipertensão arterial. Além disso, a terapêutica com inibi-

PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS Existe uma família de peptídeos natriuréticos conhecidos, todos com fórmula estrutural semelhante, consistindo em um anel de 17 aminoácidos ligados por uma ponte de dissulfeto. No momento, quatro destes peptídeos foram razoavelmente estudados, ANP, BNP, CNP e urodilatina.

O ANP e a urodilatina são codificados pelo mesmo gene e o BNP e o CNP são codificados cada um por seu próprio gene.

Peptídeo Natriurético Atrial (ANP) O peptídeo natriurético atrial (ANP), que foi o primeiro peptídeo natriurético descrito, é um potente hormônio natriurético produzido principalmente pelos miócitos do

81

capítulo 7

átrio cardíaco em resposta à distensão local da parede atrial. Desta maneira, é uma substância que tem uma participação importante na regulação da homeostase de volume do organismo. DeBold e cols49 foram os primeiros a demonstrar que a injeção intravenosa de extratos de átrio em ratos produzia um efeito potente e imediato de aumentar a excreção renal de sódio e de água. Sua infusão leva concomitantemente a uma diminuição da pressão arterial. Subseqüentemente, foi demonstrado que os grânulos localizados no átrio armazenavam uma substância natriurética.

Este peptídeo foi inicialmente chamado de fator natriurético atrial.

O ANP age principalmente nos rins, na vasculatura e nas glândulas supra-renais através de receptores específicos.

Os principais efeitos do ANP incluem inibição do transporte de sódio e supressão da liberação de renina e aldosterona, além do relaxamento da musculatura lisa dos vasos. Por estes mecanismos leva à natriurese, diurese e diminuição da pressão arterial, com conseqüente diminuição do volume extravascular.50,51

SÍNTESE E ESTRUTURA O gene humano que codifica o PRÉ-PRÓ-ANP está localizado no braço curto do cromossoma 1 e contém 3 exons (Fig. 7.4). O produto do gene é o PRÉ-PRÓ-ANP formado por 151 aminoácidos. A quebra da molécula resulta em PRÓANP, que é a principal forma de armazenamento como grânulos nos miócitos cardíacos. No momento da liberação do átrio cardíaco, o PRÓ-ANP é convertido no peptídeo ativo ANP (composto por 28 aminoácidos), que é a forma do hormônio que se encontra na circulação com importantes funções fisiológicas.50,51 Utilizando-se anticorpos específicos anti-PRÉ-PRÓ-ANP foi possível localizar imunorreatividade nos grânulos secretórios do átrio cardíaco.52 Uma pequena quantidade do pró-hormônio também é produzida no ventrículo esquerdo e esta produção está muito aumentada na hipertrofia do ventrículo esquerdo. A expressão de mRNA para ANP também foi encontrada em cérebro, pituitária, hipotálamo, arco aórtico, pulmão, medula adrenal e rim, confirmando a produção deste peptídeo em outros tecidos. No entanto, a quantidade de ANP sintetizada nestes locais é bem menor que a encontrada em átrio e aparentemente não contribui de maneira significativa para o hormônio circulante.

REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DO ANP O estímulo mais importante para liberação de ANP é o estiramento cardíaco,53 que pode ser resultado de vários fatores, dentre eles: sobrecarga de sal, sobrecarga aguda e crônica de volume, estados clínicos associados com o aumento da pressão intra-atrial (insuficiência cardíaca congestiva, insuficiência renal aguda e insuficiência renal crônica), aldosteronismo primário e síndrome da produção

Quadro 7.2 Situações que estimulam a secreção de ANP • estiramento cardíaco e aumento da pressão intraatrial — sobrecarga de sal — sobrecarga aguda e crônica de volume — insuficiência cardíaca congestiva — insuficiência renal aguda — insuficiência renal crônica — aldosteronismo primário — síndrome da produção inapropriada do hormônio antidiurético • endotelina • acetilcolina • epinefrina • vasopressina • glicocorticóides

inapropriada do hormônio antidiurético. Finalmente, endotelina, acetilcolina, epinefrina, vasopressina e glicocorticóides aumentam a secreção de ANP50,51,53 (Quadro 7.2).

A secreção do ANP pode ser controlada basicamente pelos seguintes mecanismos: primeiro, a conversão de PRÓANP em ANP (e liberação de ANP armazenado) e aumento da síntese de mRNA (levando ao aumento de PRÓ-ANP e ANP). O primeiro mecanismo está principalmente envolvido na liberação de ANP quando ocorrem estímulos agudos de aumento da pressão intra-atrial. Já estímulos crônicos promovem a secreção de ANP, via aumento da síntese.2,54

RECEPTORES PARA ANP Para exercer seus efeitos fisiológicos, o ANP tem que se ligar a receptores específicos presentes na membrana das células alvo.51 Os receptores estão presentes no rim, suprarenal, cérebro e vasculatura. No rim, localizam-se principalmente nos vasos renais, no glomérulo e na medula e papila renal. Há três tipos de receptores para ANP: GC-A (guanilato-ciclase A), GC-B (guanilato-ciclase B) e CR (clearance receptor, ou receptor catabólico).

Os receptores GC-A e GC-B são biologicamente ativos, são os mediadores das ações do ANP e dos outros peptídeos natriuréticos e apresentam um domínio citosólico com atividade enzimática associada à proteína G. O ANP age via receptor GC-A. Quando o hormônio se liga ao receptor na superfície da membrana celular, a atividade da guanilato ciclase é estimulada e desta maneira é sintetizado cGMP (que é o mediador dos efeitos do ANP). Os receptores CR não apresentam atividade enzimática e são receptores de clearance que servem para depurar o ANP da circulação e regular desta maneira o nível circulante de ANP.2 O ANP tem uma outra importante via de catabolismo que ocorre pela ação da endopeptidase neutra NEP 24.11.

82

Peptídeos Vasoativos e o Rim

AÇÕES DO ANP A ação do ANP é imediata e de curta duração. A meiavida do ANP exógeno injetado endovenoso é de 2 a 4 minutos.55,56 A administração endovenosa de ANP ou a injeção em artéria renal produz imediata diurese e natriurese, porém de duração muito curta.49 O aumento da excreção de sódio e água é acompanhado por aumento importante da excreção de cálcio, magnésio e cloro.2

EFEITOS NA HEMODINÂMICA RENAL E EFEITOS NA INDUÇÃO DE NATRIURESE O exato mecanismo pelo qual o ANP induz natriurese é multifatorial. No rim, o ANP aumenta a taxa de filtração glomerular.57 Estudos de micropunção demonstraram que o ANP dilata a arteríola aferente e leva à vasoconstrição da arteríola eferente, resultando em aumento da pressão hidráulica do capilar glomerular. Outros estudos mostraram que o Kf aumenta significantemente após infusão de ANP.58 Efetivamente, o aumento da filtração glomerular pode levar ao aumento da natriurese.50,51 A diminuição da hipertonicidade medular também contribui para o efeito natriurético.50,51 Apesar de estas ações hemodinâmicas serem importantes, aparentemente a principal ação natriurética do ANP é o efeito direto nos túbulos, inibindo o transporte de sódio nos ductos coletores.50,51,59 O principal local de ação do ANP são as células do ducto coletor da medula interna. O ANP estimula a produção de cGMP nestas células e estudos de microperfusão in vitro demonstraram que a reabsorção de sódio é inibida pelo ANP neste segmento.

EFEITOS NO SISTEMA RENINAANGIOTENSINA-ALDOSTERONA, VASOPRESSINA E ENDOTELINA A infusão de ANP diminui significativamente a secreção de renina e aldosterona.60,61 A inibição da secreção de renina pode ser devida ao aumento da carga filtrada de cloreto de sódio que alcança a mácula densa, que responde diminuindo a secreção de renina.62 Existe também um efeito inibitório direto do ANP na secreção de renina.63 O ANP inibe a secreção de aldosterona, indiretamente pela diminuição da secreção de renina e diretamente afetando as células da camada glomerulosa do córtex adrenal, que secretam a aldosterona.64 ANP inibe a liberação de vasopressina,50,51 levando ao aumento do clearance de água livre. O ANP também diminui a liberação de endotelina, um peptídeo vasoconstritor.65

EFEITOS NA VASCULATURA ANP causa relaxamento da musculatura lisa dos vasos levando à vasodilatação. Infusão de doses farmacológicas de ANP em indivíduos normais e hipertensos induz uma rápida e mantida diminuição da PA média. Os mecanismos pelos quais o ANP diminui a pressão sanguínea incluem

diminuição do débito cardíaco, redução da resistência vascular periférica e diminuição do volume intravascular, o que ocorre tanto devido à diurese/natriurese como por transferência de líquido do interior dos vasos para o interstício.

Pontos-chave: Principal estímulo para secreção de peptídeo natriurético atrial • Aumento da volemia Principais efeitos do peptídeo natriurético atrial • Diurese • Natriurese • Vasodilatação sistêmica • Diminuição da produção de vasoconstritores (Ang II, endotelina e vasopressina)

ANP em Situações Fisiopatológicas INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CONGESTIVA Uma vez que ANP é secretado em resposta ao estiramento atrial, não causam surpresa os achados de níveis plasmáticos elevados de ANP em pacientes com insuficiência cardíaca congestiva. Na insuficiência cardíaca congestiva com hipertrofia ventricular foi detectada síntese aumentada de ANP também pelos ventrículos.50 Há correlação entre os níveis plasmáticos de ANP com a gravidade da insuficiência cardíaca congestiva, e o tratamento da insuficiência cardíaca se acompanha por diminuição de ANP. No entanto, em fases avançadas de descompensação cardíaca, os efeitos do sistema nervoso simpático e do sistema renina-angiotensina-aldosterona passam a dominar, levando a um estado refratário ao ANP, contribuindo com a retenção de sal e água.

O PRÓ-ANP está presente no sangue de pacientes com insuficiência cardíaca congestiva classe I (assintomática), e o peptídeo natriurético cerebral (BNP) (ver adiante) se correlaciona com o grau de disfunção miocárdica avaliado pelo ecocardiograma. Assim, os peptídeos natriuréticos são marcadores da disfunção cardíaca.54,65

TAQUICARDIA SUPRAVENTRICULAR Na taquicardia supraventricular pode haver diurese/ natriurese induzidas pela liberação anômala de ANP desencadeada pela estimulação elétrica das fibras atriais.65

HIPERTENSÃO ARTERIAL O ANP reduz a pressão arterial porque, além dos efeitos natriurético, diurético e vasodilatador, suprime a libe-

83

capítulo 7

ração de renina e aldosterona. Os níveis de ANP em pacientes portadores de hipertensão arterial essencial são muito variáveis.

A administração de ANP em pacientes hipertensos resulta em diminuição da pressão arterial. No entanto, o uso de ANP como um agente anti-hipertensivo é limitado devido à falta de apresentação via oral desta substância. O uso de preparações de ANP intranasal mostrou ser de difícil manuseio: pequenas doses têm pouco efeito e doses um pouco maiores causam hipotensão grave.66,67

CIRROSE HEPÁTICA Na cirrose hepática avançada ocorre retenção de sódio e água, situação na qual existe a possibilidade do envolvimento do ANP. Em pacientes com ascite, os níveis plasmáticos de ANP encontram-se elevados. Entretanto, como na insuficiência cardíaca congestiva, parece existir uma falta de resposta do rim ao ANP, provavelmente por predomínio do estado de vasoconstrição induzido por ativação do sistema renina-angiotensina-aldosterona e do sistema nervoso simpático, impedindo a ação do ANP em induzir diurese e natriurese.

A infusão de ANP em pacientes cirróticos com ascite resultou em modesta e transiente natriurese e diurese.

Adicionalmente causou como efeito colateral hipotensão arterial grave.

DOENÇA RENAL Os níveis de ANP na síndrome nefrótica estão geralmente diminuídos, apesar do aumento do sódio e da água corporal total, sugerindo que nesta situação existe uma diminuição do volume sanguíneo efetivo, o que realmente acontece em alguns tipos de síndrome nefrótica. A administração de ANP não se acompanha por aumento da excreção renal de sódio e água, demonstrando um estado de falta de resposta ao ANP na síndrome nefrótica.68 No entanto, este estado de refratariedade ao ANP não foi observado em humanos.69 Na insuficiência renal crônica, os níveis de ANP estão diretamente relacionados ao grau de expansão do volume.

Pontos-chave: Patologias que cursam com aumento de ANP • Insuficiência renal com hipervolemia • Ascite • Insuficiência cardíaca • Obstrução ureteral • Taquicardia supraventricular Patologias que cursam com diminuição de ANP • Síndrome nefrótica (com diminuição do volume efetivo)

Em pacientes em hemodiálise, os níveis de ANP pré-diálise encontram-se muito elevados, sendo que após a diálise há redução de ANP circulante.

Finalmente, em casos de obstrução ureteral bilateral, o ANP pode estar envolvido na resposta diurética e natriurética que ocorre após a desobstrução.

PEPTÍDEO NATRIURÉTICO CEREBRAL (BNP) Este peptídeo foi inicialmente detectado em cérebro de porco (daí o nome em inglês, brain natriuretic peptide). No entanto, seu principal sítio de produção é no ventrículo cardíaco, sendo secretado de forma constitutiva e não regulada.

O BNP tem 32 aminoácidos e é estruturalmente semelhante ao ANP, pois também tem um anel de 17 aminoácidos ligados por ponte de dissulfeto. A seqüência está localizada na parte carboxiterminal de um transcrito de 134 aminoácidos (PRÉ-PRÓ-BNP). Após a remoção de 26 aminoácidos obtém-se uma molécula de 108 aminoácidos, o PRÓ-BNP, e deste é formado o peptídeo ativo, após clivagem proteolítica.

A secreção de BNP aumenta enormemente na hipertrofia do ventrículo esquerdo. Nesta condição, o pró-hormônio também é liberado na circulação, mas não está provado que este pró-hormônio circulante possa funcionar como uma reserva periférica de BNP. Os efeitos biológicos do BNP são os mesmos do ANP: natriurese e diurese, hipotensão arterial e diminuição do volume intravascular e diminuição de renina e aldosterona. Tal panorama é esperável, uma vez que os dois peptídeos agem através do mesmo receptor, isto é, via GC-A. Como descrito anteriormente, o ANP não tem um efeito diurético importante na insuficiência cardíaca. Entretanto, o BNP mantém seu efeito natriurético mesmo na insuficiência cardíaca congestiva. Isto se deve ao fato de que o BNP tem menos afinidade pelas vias de degradação dos peptídeos natriuréticos, seja pelos CR, seja pela endopeptidase neutra NEP 24.11, e portanto tem uma meia-vida maior. A meia-vida do BNP é de 8 a 22 minutos, comparada aos 1 a 4 minutos do ANP.54,65

Peptídeo Natriurético do Tipo C (CNP) Este peptídeo tem 22 aminoácidos e foi inicialmente isolado de cérebro de porco. Parece estar restrito ao cérebro, mais exatamente ao tálamo, cerebelo e hipotálamo. O CNP se liga ao receptor GC-B, cuja sinalização intracelular e efeitos biológicos desencadeados são diferentes do receptor que liga os peptídeos ANP e BNP. A injeção sistêmica de CNP provoca hipotensão arterial e diminuição do débito cardíaco; no entretanto o peptídeo

84

Peptídeos Vasoativos e o Rim

é completamente desprovido de efeitos renais. Além disso, o CNP é antimitogênico para vasos estimulados por diversos fatores de crescimento (FGF, PDGF, EGF) e pode estar envolvido no controle da fibrose vascular induzida por hipertensão arterial. Uma analogia pode ser traçada aqui com o sistema renina-angiotensina. Um dos motivos pelos quais o bloqueio do SRA se mostrou superior terapeuticamente quando comparado, por exemplo, com a hidralazina é o fato de que aquele tratamento inibe a proliferação e a fibrose induzidas por Ang II. De modo semelhante, o CNP (ou possíveis agonistas do receptor GC-B) tem vantagem terapêutica teórica, ainda não comprovada, sobre os peptídeos que agem no receptor GC-A,65 pois inibiriam a proliferação induzida por fatores de crescimento (FGF, PDGF, EGF).

URODILATINA Em 1988 foi identificado um peptídeo natriurético na urina humana que era praticamente idêntico ao ANP, exceto pela adição de quatro aminoácidos suplementares à extremidade amino-terminal. Na verdade este peptídeo é codificado pelo mesmo gene do ANP e é produzido através da clivagem da molécula precursora em um sítio diferente do sítio de clivagem do ANP. Tal peptídeo foi denominado urodilatina (Fig. 7.6).70 A urodilatina é produzida no córtex renal no néfron distal (túbulo contorcido distal, túbulo de conexão e túbulo coletor cortical) e age preferencialmente no ducto coletor

ANP

CNP

medular interno, local onde se dá a regulação fina da excreção de sódio. Deve ser ressaltado que muito pouco do que é filtrado de peptídeos natriuréticos alcança o ducto coletor medular interno pela luz tubular, uma vez que há uma grande quantidade de endopeptidases neutras no túbulo contorcido proximal. Estas endopeptidases virtualmente extinguem qualquer traço de peptídeos natriuréticos no fluido tubular. Assim, a urodilatina é o peptídeo capaz de impedir a absorção de sódio agindo na superfície luminal do ducto coletor medular interno, onde há de fato receptores para o peptídeo. A urodilatina age neste sítio, bloqueando a absorção de sódio via canal de sódio sensível ao amiloride.71 Entretanto, os outros peptídeos natriuréticos também podem estimular as células do ducto coletor medular interno, mas atingindo o rim por via sistêmica, ativando receptores na superfície basolateral.

A urodilatina tem variação circadiana concomitantemente à excreção de sódio, donde se infere sua importância na regulação fisiológica na excreção deste íon. Outro papel importante da urodilatina é o fato de que ela é o principal modulador da natriurese que ocorre após infusão salina. Estas funções permanecem ativas mesmo na denervação do coração e podem ocorrer independentemente da secreção de ANP. Os efeitos biológicos da urodilatina, assim como os do ANP, são mediados por receptores GC-A, mas a urodilatina é um natriurético mais potente que o ANP, mesmo quando os dois peptídeos agem sob uma mesma pressão de perfusão.

BNP

URODILATINA

Fig. 7.6 Estrutura dos peptídeos natriuréticos. Os aminoácidos conservados estão em azul-escuro e os variantes estão em amarelo.

Observar que a urodilatina é idêntica ao ANP exceto pela adição de quatro aminoácidos à extremidade aminoterminal (parte superior dos desenhos).

85

capítulo 7

Embora a urodilatina não esteja aumentada na insuficiência cardíaca congestiva, ela pode ser benéfica nesta patologia, uma vez que sua infusão em pacientes com esta síndrome leva à natriurese e diurese, efeitos estes que não são vistos na infusão de ANP. O mesmo pode ocorrer na insuficiência renal aguda.70,71

Pontos-chave: Efeitos do BNP • Natriurese e diurese • Vasodilatação e hipotensão • Diminuição da secreção de vasoconstritores Efeitos do CNP • Vasodilatação e hipotensão • Antimitogênese Efeitos da urodilatina • Natriurese e diurese

ENDOTELINA A endotelina (ET) é uma substância produzida pelo endotélio vascular que apresenta um potente efeito vasoconstritor.72 A família das endotelinas é composta por três peptídeos de 21 AA: endotelina-1 (ET-1), endotelina-2 (ET2) e endotelina-3 (ET-3). A expressão das três endotelinas é diferente nos diversos tecidos. A ET-1 é a única endotelina expressa pelas células do endotélio vascular e foi também detectada em cérebro, rim e pulmão. ET-1 é a forma clássica de endotelina e é a única forma do peptídeo identificada na circulação humana. ET2 e ET3 são produzidos no cérebro, rim, supra-renal e intestino. Todas as isoformas de endotelina são potentes vasoconstritores.

Biossíntese e Estrutura Três genes para endotelina humana foram identificados, cada um deles codificando um produto diferente.73 A ET1 humana é derivada de PRÉ-PRÓ-endotelina, um precursor de 210 resíduos.74 A PRÉ-PRÓ-endotelina-1 é convertida em pré-endotelina intermediária, também chamada de “ET-1 grande”. A “ET-1 grande” é convertida em ET-1 ativa através da enzima conversora de endotelina.

A secreção de ET-1 por células endoteliais é controlada em nível transcripcional, e estas células não armazenam ET-1 para liberação. A expressão de mRNA da PRÉ-PRÓendotelina aumenta induzida por trombina, epinefrina, estresse na parede do vaso, TGF-b, IL-1 e AII.75,76 No rim, a endotelina é produzida pelas células endoteliais renais, glomérulo e também pelas células tubulares renais.75

Receptores para Endotelina e Mecanismo de Ação Celular Receptores específicos para endotelina foram identificados em diversos tecidos.77 Existem dois subtipos de receptores para endotelina, receptor tipo A (ET-RA) e receptor tipo B (ET-RB), que apresentam afinidades diferentes para as várias isoformas de endotelina. ET-1 age principalmente no ET-RA. A afinidade para ET-RA das diferentes endotelinas é: ET-1⬎ET-2⬎ET-3. Já o ET-RB tem afinidade semelhante para as três isoformas.

O ET-RA está expresso nas células da musculatura lisa dos vasos. O ET-RB está presente nas células endoteliais e parece ser o responsável pela liberação de prostaciclina e óxido nítrico. A este respeito é curioso notar que na infusão de endotelina inicialmente ocorre uma vasodilatação fugaz seguida de vasoconstrição sustentada.

A ligação da ET com seu receptor leva à ativação da via do fosfatidil inositol,77 com estimulação da fosfolipase C, que aumenta o cálcio intracelular pelo aumento do influxo de cálcio através dos canais de cálcio. A ET leva à liberação de ácido araquidônico por ativação da fosfolipase A2.

Além disso, a ET age despolarizando o potencial de membrana e aumentando a bomba de Na⫹/H⫹, e assim alcaliniza o interior da célula e inibe a Na+/K+-ATPase.

No rim, receptores para endotelina foram identificados principalmente na vasculatura renal, incluindo as alças capilares glomerulares, capilares peritubulares, vasa recta, e no endotélio das artérias e veias arqueadas, assim como nas arteríolas renais. Em menor intensidade nas células mesangiais, nos túbulos proximais e nos ductos coletores.76,77

Ações da Endotelina no Rim A ET é um vasoconstritor renal potente, 30 vezes mais potente que a AII.76 A injeção de endotelina endovenosa leva a uma resposta pressora bifásica caracterizada inicialmente por uma resposta vasodilatadora periférica e diminuição da pressão sanguínea de curta duração, provavelmente devido à liberação de óxido nítrico e prostaciclina e diminuição de liberação de norepinefrina. Em seguida, ocorre uma resposta de vasoconstrição que leva ao aumento da pressão arterial sistêmica.

No rim, ET-1 produz vasoconstrição renal também precedida de uma resposta vasodilatadora de curta duração.

Em resposta ao ET-1, ocorre vasoconstrição tanto nas arteríolas aferentes como nas eferentes. Infusões de ET diretamente na artéria renal causam primariamente constrição da arteríola aferente, enquanto a administração endovenosa de doses maiores causa um maior efeito no vaso eferente.76 A infusão endovenosa de ET-1 em humanos resulta em diminuição do fluxo sanguíneo renal (dose-dependente) com diminuição da taxa de filtração glomerular. A ET causa uma diminuição do Kf, o qual pode ser explicado, pelo

86

Peptídeos Vasoativos e o Rim

cDNA

EXON 1

EXON 2

ção in situ, foi possível detectar aumento do mRNA para ET-1 no glomérulo e nos ductos coletores 12 horas após isquemia com normalização 48 horas após. Concomitantemente, o mRNApara ET-RB está aumentado nestas regiões. O uso de antagonista de receptor de endotelina, assim como o uso de anticorpos antiendotelina, tem efeito protetor.78

EXON 3

151 AA

Pré-Pró-ANP

Met

126 AA

Pró-ANP

HIPERTENSÃO ARTERIAL 28 AA

ANP

COOH

Fig. 7.7 Biossíntese do ANP.

menos em parte, pela contração da célula mesangial induzida pela ET-1.

Em doses que não diminuem a taxa de filtração glomerular, o ET é natriurético.74 Este efeito é abolido se a pressão de perfusão renal for mantida constante, o que sugere que a natriurese é pelo menos em parte relacionada à pressão. Entretanto, também há evidências de um efeito tubular direto.74 É discutível se a liberação de ANP induzida por ET participe da resposta natriurética.

A ET tem outros efeitos que podem ser importantes na homeostase do fluido e de eletrólitos. ET-1 estimula a liberação adrenal de catecolaminas e aldosterona. Apesar de inibir a liberação de renina das células justaglomerulares in vitro, a ET, quando administrada por via sistêmica, aumenta a atividade da renina plasmática.74,78 Os níveis plasmáticos de ANP aumentam com a infusão de ET-1.

A ET pode ter um papel na inflamação glomerular através do efeito mitogênico. A ET tem ação mitogênica nas células da musculatura lisa dos vasos, células mesangiais e fibroblastos. As células mesangiais humanas em cultura expressam mRNA para ET-1 e a expressão do gene de ET1 é aumentada com a incubação com certos mediadores inflamatórios.79

Pontos-chave: Efeitos da endotelina • Vasoconstrição sistêmica • Aumento da pressão arterial • Mitogênese

Endotelina em Situações Fisiopatológicas INSUFICIÊNCIA RENAL AGUDA A ET regula a hemodinâmica sistêmica e renal e tem papel na reperfusão após a injúria induzida por isquemia renal. Cinco minutos após a isquemia, os níveis de ET-1 estão significativamente elevados. Utilizando-se hibridiza-

O papel da ET na hipertensão arterial tem sido amplamente discutido, uma vez que esta substância causa potente vasoconstrição. Em ratos hipertensos, a administração de fosfaramidone, que bloqueia a ação de enzima conversora da endotelina, reduz a pressão arterial.

Os níveis circulantes de endotelina não estão aumentados em diversas formas de hipertensão arterial. No entanto, pacientes hipertensos com insuficiência renal crônica apresentam níveis de ET maiores que os de indivíduos normotensos.

CICLOSPORINA A A ciclosporina leva a alterações da hemodinâmica renal caracterizadas por vasoconstrição com aumento da resistência vascular renal e diminuição da taxa de filtração glomerular. Foi demonstrado que a ciclosporina aumenta a liberação de ET de células endoteliais em cultura. Além disso, pacientes em uso de ciclosporina apresentam aumento dos níveis sanguíneos de ET. Anticorpos antiendotelina e antagonistas do receptor de endotelina abolem a vasoconstrição induzida por ciclosporina. Assim, a endotelina pode ser a responsável pela diminuição do fluxo sanguíneo renal durante a administração de ciclosporina e possivelmente por sua nefrotoxicidade.

DOENÇAS GLOMERULARES É sabido que a ET é um potente mitógeno e que pode mediar os efeitos proliferativos de várias citocinas e que, portanto, pode participar da patogênese de doenças inflamatórias. A produção renal de ET está aumentada na glomerulonefrite humana e experimental e há maior expressão do receptor ETB na glomerulonefrite (GN) em ratos.

Além disso, a ET está aumentada no plasma de pacientes com doenças glomerulares. O uso de antagonista de receptor de ET diminui a proliferação mesangial na glomerulonefrite experimental e diminuiu a lesão renal no lúpus murino.

FIBROSE RENAL E INSUFICIÊNCIA RENAL CRÔNICA A ET-1 induz acúmulo de matriz e conseqüentemente leva à fibrose. A ET age na produção de componentes da matriz (fibronectina e colágeno), na inibição de sua degradação (metaloproteases) e na liberação de citocinas fibrogênicas (TGF-␤). O uso de um antagonista de receptor de

capítulo 7

ET diminui o acúmulo de matriz em modelos experimentais de glomerulonefrite. Interessantemente, o uso destes bloqueadores de ET promove diminuição da proteinúria, hipertensão e elevação da creatinina no modelo de ablação renal.

6.

7.

Pontos-chave: Patologias potencialmente tratáveis pela inibição da endotelina • Insuficiência renal aguda • Hipertensão arterial • Toxicidade por ciclosporina • Glomerulonefrites • Insuficiência renal crônica

8.

9.

10.

11.

ADRENOMEDULINA A adrenomedulina é um peptídeo vasodilatador de 52 aminoácidos, inicialmente isolado de amostras de feocromocitoma, mas que está presente na medula adrenal normal.

Ela também é encontrada em outros tecidos como cérebro, coração e pulmões. No rim, o peptídeo é expresso no glomérulo e túbulos coletores, corticais e medulares. A adrenomedulina é derivada de um PRÉ-PRÓ-hormônio de 185 aminoácidos, codificado por um gene no cromossoma 11.

Inicialmente esta molécula precursora é convertida em PRÓhormônio de 164 aminoácidos e então na molécula ativa.80 Seus efeitos renais incluem natriurese e diurese e são devidos a aumento da taxa de filtração glomerular e diminuição da reabsorção de sódio. A concentração plasmática da adrenomedulina está aumentada na hipertensão arterial, insuficiência renal crônica e insuficiência cardíaca congestiva, possivelmente como mecanismo compensador à vasoconstrição e à retenção de sal e água que ocorre nestas doenças.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 22.

1.

2.

3.

4.

5.

HSUEH, W.A.; ANTONIPILLAI, I. Renin-angiotensin system. In: Textbook of Nephrology, 3.ª edição, editado por Massry, S.G. e Glassock, R.J. Baltimore, Williams & Wilkins, pp. 197, 1995.

BALLERMANN, B.J.; ZEIDEL, M.L.; GUNNING, M.E.; BRENNER, B.M. Vasoactive peptides and the kidney. In: The Kidney, 5.ª edição, volume 1, editado por Brenner, B.M. Philadelphia, WB Saunders Co, pp. 510, 1986.

RABKIN, R.; DAHL, D.C. Hormones and the kidney. In: Diseases of the Kidney. 5.ª edição, editado por Schrier, R.W. e Gottschalk, C.W. Little, Brown and Company, pp. 283, 1993.

SANTOS, R.A.S.; PASSAGLIO, K.T.; PESQUERO, J.B.; BADER, M.; SIMÕES E SILVA, A.C. Interactions between angiotensin-(1-7), kinins, and angiotensin II in kidneys and blood vessels. Hypertension, 38[part II]:660-664, 2001.

PAUL, M.; WAGNER, J.; DZAU, V.J. Gene expression of the renin-

23.

24.

25.

26.

27.

87 angiotensin system in human tissues. Quantitative analysis by the polymerase chain reaction. J. Clin. Invest., 91:2058-2064, 1993.

LARAGH, J.H.; SEALEY, J.E. The renin-angiotensin-aldosterone system for normal regulation of blood pressure and sodium and potassium homeostasis. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited by J.H. Laragh and B.M. Brenner.

Raven Press, New York, pp. 1763, 1995.

CELIO, M.R. Angiotensin II immuno-reactivity coexisting with renin in the human juxtaglomerular epithelioid cells. Kidney Int., 22(suppl. 12):S30-32, 1982.

CANTIN, M.; GUTKOWSKA, J.; LACASSE, J. Ultrastructural immunocytochemical localization of renin and angiotensin II in the juxtaglomerular cells of the ischaemic kidney in experimental renal hypertension. Am. J. Pathol., 115:212, 1984.

TAUGNER, R.; KIM, S.J.; MURAKAMI, K.; WALDHERR, R. The fate of prorenin during granulopoiesis in epithelioid cells. Histochemistry, 86:249, 1987.

HACKENTHAL, E.; PAUL, M.; GANTEN, D.; TAUGNER, R. Morphology, physiology, and molecular biology of renin secretion.

Physiol. Rev., 70:1067, 1990.

BRIGGS, J.P.; SCHNERMANN, J. Control of renin release and glomerular vascular tone by the juxtaglomerular apparatus. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited

by J.H. Laragh and B.M. Brenner. Raven Press, New York, pp. 1359, 1995.

DiBONA, G.F. Neural control of renal function: Cardiovascular implications. Hypertension, 13:539, 1989.

TIDGREN, B.; HJEMDAHL, P. Renal responses to mental stress and epinephrine in humans. Am. J. Physiol., 257:F682, 1989.

BEIERWALTES, W.H. Possible endothelial modulation of prostaglandin-stimulated renin release. Am. J. Physiol., 258:F1363, 1990.

BACHMANN, S.; OBERBÄUMER, I. Structural and molecular dissection of the juxtaglomerular apparatus: new aspects for the role of nitric oxide. Kidney Int., 54(Suppl. 67):S29-S33, 1998.

LORENZ, J.N.; WEINPRECHT, H.; SCHNERMANN, J.; SK∅TT, O., BRIGGS, J.P. Characterization of the macula densa for renin secretion. Am. J. Physiol., 259:F186-F193, 1990.

CHAI, S.Y.; JOHNSTON, C.I. Tissue distribution of angiotensin-converting enzyme. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited by J.H. Laragh and B.M. Brenner.

Raven Press, New York, pp. 1683, 1995.

METZGER, R.; BOHLE, R.M.; KATHARINA, P. Angiotensin-converting enzyme in non-neoplastic kidney diseases. Kidney Int., 56:1442-1454, 1999.

BRAAM, B.; MITCHELL, K.D.; FOX, J.; NAVAR, L.G. Proximal tubular secretion of angiotensin II in rats. Am. J. Physiol., 264:F891-F898, 1993.

FORSYTH, R.P.; HOFFBRAND, B.I.; MELMON, K.L. Hemodynamic effects of angiotensin in normal and environmentally stressed monkeys. Circulation, 44:119, 1971.

ROSIVALL, L.; NAVAR, G. Effects on renal hemodynamics of intra-arterial infusions of angiotensins I and II. Am. J. Physiol., 245:F181, 1983.

ICHIKAWA, I.; HARRIS, R.C. Angiotensin actions in the kidney: Renewed insight into the old hormone. Kidney. Int., 40:583, 1991.

MEZZANO, S.A.; RUIZ-ORTEGA, M.; EGIDO, J. Angiotensin II and renal fibrosis. Hypertension, 38[part 2]:635-638, 2001.

MORGAN, H.E.; BAKER, K.M. Cardiac hypertrophy: Mechanical, neural, and endocrine dependence. Circulation, 83:13, 1991.

GUNTHER, S.; ALEXANDER, R.W.; ATKINSON, W.J.; GIMBRONE, M.A. Jr. Functional angiotensin II receptors in cultured vascular smooth muscle cells. J. Cell. Biol., 92:289, 1982.

MIYATA, N.; PARK, F.; LI, X.F.; COWLEY, A.W. Distribution of AT1 and AT 2 receptors subtypes in the rat kidney. Am. J. Physiol., 277:F437-F446, 1999.

HARRISON-BERNARD, L.M.; GABRIEL NAVAR, L.; HO, M.M.; VINSON, G.P.; EL-DAHR, S.S. Immunohistochemical localization of ANG II AT1 receptor in adult rat using a monoclonal antibody.

Am. J. Physiol., 273:F170-F177, 1997.

88 28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

Peptídeos Vasoativos e o Rim

SIRAGY, H.M. AT1 and AT2 receptors in the kidney: role in disease and treatment. Am. J. Kidney Dis., 36 (Suppl. 1):S4-S9, 2000.

TSUTSUMI, Y.; MATSUBARA, H.; MUSAKI, H. Angiotensin II type 2 receptor expression activates the vascular kinin system and causes vasodilation. J. Clin. Invest., 104:925-935, 1999.

RUIZ-ORTEGA, M.; LORENZO, O.; EGIDO, J. Angiotensin III upregulates genes involved in kidney damage in mesangial cells and renal interstitial fibroblasts. Kidney Int., 54 (Suppl. 68):S41-S45, 1998.

MOELLER, I.; ALLEN, A.M.; CHAI, S-Y.; MENDELSON, F.A.O. Bioactive angiotensin peptides. J. Human Hypertens., 12:289-293, 1998.

ROCHA E SILVA, M.; BERALDO, W.T.; ROSENFELD, G. Bradykinin, a hypotensive and smooth muscle stimulating factor released from plasma globin by snake venoms and by trypsin. Am. J. Physiol., 156:261-273, 1949.

MARGOLIUS, H.S. Kallikrein-kinin system. In: Textbook of Nephrology, 3.ª edição, editado por Massry, S.G. e Glassock, R.J. Baltimore, Williams & Wilkins, pp. 203, 1995.

BHOOLA, K.D.; FIGUEROA, C.D.; WORTHY, K. Bioregulation of kinins: kallikreins, kininogens, and kininase. Pharmacol. Rev., 44:180, 1992.

SCICLI, A.G.; CARRETERO, O.A. Renal kallikrein-kinin system.

Kidney Int., 29:120, 1986.

URA, N.; CARRETERO, O.A.; ERDOS, E.G. Role of renal endopeptidase 24.11 in kinin metabolism in vitro and in vivo. Kidney Int., 32:507, 1987.

NASJLETTI, A.; COLESSA-CHORERIO, J.; McGIFF, J.C. Disappearance of bradykinin in the renal circulation of dogs: Effects of kininase inhibition. Cir. Res., 37:59, 1975.

CAMPBELL, D.J. Towards understanding the kallikrein-kinin system: insights from measurements of kinin peptides. Braz. J. Med. Biol.

Res., 33:665-677, 2000.

FIGUEROA, C.D.; MACLVER, A.G.; MACKENZIE, J.C.; BHOOLA, K.D. Localization of immunoreactive kininogen and tissue kallikrein in the human nephron. Histochemistry, 89:437, 1988.

XIONG, W.; CHAO, L.; CHAO, J. Renal kallikrein mRNA localization by in situ hybridization. Kidney Int., 35:1324, 1989.

CARRETERO, O.A.; SCICLI, A.G. The kallikrein-kinin system as a regulator of cardiovascular and renal function. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited by J.H. Laragh and B.M. Brenner. Raven Press, New York, pp. 983, 1995.

BASCANDS, J.L.; PECHER, C.; ROUAUD, S.; EDMOND, C.; TACK, J.L.; BASTIE, M.J.; BURCH, R.; REGOLI, D.; GIROLAMI, J.P. Evidence for existence of two distinct bradykinin receptors on rat mesangial cells. Am. J. Physiol., 264:F548, 1993.

WEBSTER, M.E.; GILMORE, J.P. Influence of kallidin-10 on renal function. Am. J. Physiol., 206:714, 1964.

GILL, J.R.; MELMON, K.L.; GILLESPIE, L.; BARTTER, F.C. Bradykinin and renal function in normal man: Effects of adrenergic blockade. Am. J. Physiol., 209:844, 1965.

GRANGER, J.P.; HALL, J.E. Acute and chronic actions of bradykinin on renal function and arterial pressure. Am. J. Physiol., 248:F87, 1985.

EDWARDS, R.M. Response of isolated renal arterioles to acetylcoline, dopamine and bradykinin. Am. J. Physiol., 248:F183, 1985.

KAUKER, M.L. Bradykinin action on the efflux of luminal 22Na in the rat nephron. J. Pharmacol. Exp. Ther., 214:119, 1980.

BEIERWALTES, W.H.; SCHRYVER, S.; SANDERS, E. Renin release selectively stimulated by prostaglandin PGI2 in isolated rat glomeruli. Am. J. Physiol., 243:F276, 1982.

DeBOLD, A.J.; BORENSTEIN, H.B.; VERESS, A.T.; SONENBERG, A. A rapid and potent natriuretic response to intravenous injection of atrial myocardial extract in rats. Life Sci., 28:89, 1981.

BRENNER, B.M.; BALLERMANN, B.J.; GUNNING, M.E.; ZEIDEL, M.L. Diverse biological actions of atrial natriuretic peptide. Physiol.

Rev., 70:665, 1990.

COGAN, M.G. Atrial natriuretic peptide. Kidney Int., 37:1148, 1990.

TANG, J.; FEI, H.; XIE, C.W. Characterization and localization of atriopeptin in rat atrium. Peptides, 5:1173, 1984.

INAGAMI, T. Atrial natriuretic factor. J. Biol. Chem., 264:3043, 1989.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

61.

62.

63.

64.

65.

66.

67.

68.

69.

70.

71.

72.

73.

74.

75.

SUZUKI, T.; YAMAZAKI, T.; YAKAZI, Y. The role of the natriuretic peptides in the cardiovascular system. Cardiovasc. Res., 51:489-494, 2001.

LUFT, F.C.; LANG, R.E.; ARONOFF, G.R. Atriopeptin III kinetics and pharmacodynamics in normal and anephric rats. J. Pharmacol.

Exp. Ther., 236:416, 1986.

YANDLE, T.G.; RICHARDS, A.M.; NICHOLLS, M.G. Metabolic clearance rate and plasma half life of alpha human atrial natriuretic peptide in man. Life Science, 38:1827, 1986.

YUKIMURA, T.; ITO, K.; TAKENAGA, T. Renal effects of synthetic human atrial natriuretic polypeptide in anesthetized dogs. Eur. J. Pharmacol., 103:363, 1984.

FRIED, T.A.; McCOY, R.N.; OSGOOD, R.W.; STEIN, J.H. Effect of atriopeptin II on determinants of glomerular filtration rate in the in vitro perfused dog glomerulus. Am. J. Physiol., 250:F 1119, 1986.

LIGHT, D.B.; SCHWIEBERT, E.M.; KARLSON, K.H.; STANTON, B.A. Atrial natriuretic peptide inhibits a caption channel in renal inner medullary collecting duct cells. Science, 243:383, 1989.

OELKERS, W.; KLEINER, S.; BAHR, V. Effects of incremental infusions of atrial natriuretic factor on aldosterone, renin, and blood pressure in humans. Hypertension, 12:462, 1988.

MAACK, T.; MARION, D.N.; CAMARGO, M.J. Effects of auriculin on blood pressure, renal function, and the renin-aldosterone system in dogs. Am. J. Medicine, 77:1069, 1984.

OPGENORTH, T.J.; BURNETT, J.C. Jr.; GRANGER, J.P.; SCRIVEN, T.A. Effects of atrial natriuretic peptide on renin secretion in nonfiltering kidney. Am. J. Physiol., 250:F798, 1986.

KURTZ, A.; DELLA BRUNA, R.D.; PFEILSCHIFTER, J. Atrial natriuretic peptide inhibits renin release from juxtaglomerular cells by a cGMP-mediated process. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83:4769, 1986.

KUDO, T.; BAIRD, A. Inhibition of aldosterone production in the adrenal glomerulosa by atrial natriuretic factor. Nature, 312:756, 1984.

LEWICKI, J.A.; PROTTER, A.A. Physiological studies of the natriuretic peptide family. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited by J.H. Laragh and B.M. Brenner.

Raven Press, New York, pp. 1029-1053, 1995.

JANSSEN, W.M.T.; deJONG, P.E.; VAN DER HEM, G.K.; de ZEEUW, D. Effect of human atrial natriuretic peptide on blood pressure after sodium depletion in essential hypertension. Br. Med. J., 293:351, 1986.

RICHARDS, A.M.; NICHOLLS, M.G.; ESPINER, E.A. Effects of alpha-human atrial natriuretic peptide in essential hypertension.

Hypertension, 7:812, 1985.

HILDEBRANDT, D.A.; BANKS, R.O. Effects of atrial natriuretic factor on renal function in rats with nephrotic syndrome. Am. J. Physiol., 254:F210,1988.

ZIETSE, R.; SCHALEKAMP, M.A. Effect of synthetic human atrial natriuretic peptide (102-126) in nephrotic syndrome. Kidney Int., 34:717, 1988.

FORSSMANN, W.G.; MEYER, M.; FORSSMANN, K. The renal urodilatin system: clinical implications. Cardiovasc. Res., 51:450-462, 2001.

GUNNING, M.; BRENNER, B.M. Urodilatin. In: Hypertension: Pathophysiology, Diagnosis and Management, 2nd edition, edited by J.H. Laragh and B.M. Brenner. Raven Press, New York, pp. 1021-1027, 1995.

YANAGISAWA, M.; KURIHARA, H.; KIMURA, S. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells. Nature, 332:411, 1988.

RUBANYI, G.M.; BOTELHO, L.H.P. Endothelins. FASEB J., 5:2713, 1991.

MARSDEN, P.A.; GOLIGORSKY, M.S.; BRENNER, B.M. Endothelial cell biology in relation to current concepts of vessel wall structure and function. J. Am. Soc. Nephrol., 1:931, 1991.

LUSCHER, T.F.; BOCK, H.A.; YANG, Z.; DIEDERICH, D. Endothelin-derived relaxing and contracting factors: Perspectives in nephrology. Kidney Int., 39:575, 1991.

capítulo 7

76.

KING, A.J.; BRENNER, B.M. Endothelium-derived vasoactive factors and the renal vasculature. Am. J. Physiol., 260:R653, 1991.

77. SIMONSON, M.S.; DUNN, M.J. Cellular signaling by peptides of the endothelin gene family. FASEB J., 4:2989, 1990.

78. NAICKER, S.; BHOOLA, K.D. Endothelins: vasoactive modulators of renal function in health and disease. Pharmacology & Therapeutics, 90:61-88, 2001.

79. SIMONSON, M.S.; DUNN, M.J. Endothelin peptides: A possible role in glomerular inflammation. Lab. Invest., 64:1, 1991.

80. JOUGASAKI, M.; BURNETT, J.C. Adrenomedullin: potential in physiology and pathophysiology. Life Sci., 66:855-872, 2000.

ENDEREÇOS RELEVANTES NA INTERNET Brazilian Journal of Medical and Biological Research http://www.scielo.br/scielo.php?script⫽sci-serial&pid⫽0100879X&lng⫽en&nrm⫽iso

89

American Heart Association http://www.americanheart.com American Heart Association (journals) http://www.ahajournals.org American Society of Physiology http://www.the-aps.com American Society of Physiology (journals) http://intl-ajpcon.physiology.org Nomenclatura de peptídeos (IUPAC) http://www.chem.qmw.ac.uk Grupos de discussão sobre peptídeos http://www.bio.net/hypermail/PEPTIDES Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB) http://www.faseb.org