ALINE CRISTIANNE DEPOLI ANDROWIKI

AVALIAÇÃO DA EXPRESSÃO DA PROTEÍNA DISSULFETO

ISOMERASE DURANTE O DESENVOLVIMENTO DA HIPERTENSÃO

ARTERIAL: IMPLICAÇÕES NA GERAÇÃO DE ESPÉCIES REATIVAS

DE OXIGÊNIO

Dissertação apresentada o Programa de Pós-Graduação em Farmacologia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, para obtenção do Título de Mestre em Ciências.

São Paulo 2012

ALINE CRISTIANNE DEPOLI ANDROWIKI

Avaliação da expressão da Proteína Dissulfeto Isomerase

durante o desenvolvimento da hipertensão arterial:

Implicações na geração de Espécies Reativas de Oxigênio

Dissertação apresentada o Programa de Pós-Graduação em Farmacologia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, para obtenção do Título de Mestre em Ciências.

Área de concentração: Farmacologia Orientadora: Profª. Drª. Lúcia Rossetti Lopes Versão original

São Paulo 2012

Dedico em especial essa dissertação à minha mãe

Josiane Depoli. Sei que seus braços sempre estiveram

abertos quando precisei de um abraço. Que seu coração

sempre soube compreender quando precisei de uma amiga.

Que seus olhos sensíveis se endureceram quando precisei de

uma lição. Mas acima de tudo, sei que sua força e seu amor

me dirigiram pela vida, dando-me as asas que precisava para

voar. Te amo mamis!!!

Dedico também esta dissertação à, como sempre muito

presente e muito mais do que uma amiga, minha irmã Joice

Androwiki (Jojó) que sempre esteve ao meu lado me dando

amor, apoio e incentivo para realização do meu Mestrado. E ao

meu irmão, Jonatan Androwiki (Bê). Vocês foram, são e

sempre serão tudo na minha vida! A finalização desse estudo

representa a conquista de uma grande etapa e a realização de

um sonho.

Obrigada por tudo! Amo muito vocês demais e pra sempre!

AGRADECIMENTOS

Essa dissertação de Mestrado foi uma longa viagem, com muitos percalços

pelo caminho. Este trabalho não teria sido possível sem a ajuda de muitas pessoas

às quais agradeço o apoio dado:

Primeiramente agradeço a Deus, criador do universo, pois sem ele nada disso

existiria.

Agradeço a minha família, o alicerce de minha vida: minha mãe, Josiane

Depoli, minha irmã Joice Androwiki e meu irmão Jonatan Androwiki; pelo cuidado,

dedicação e amor; pelo apoio nos momentos difíceis e de inquietantes decisões; por

estarem ao meu lado a cada passo, a cada pequena conquista e grandes

realizações, pois estes não teriam valor se vocês não estivessem comigo.

Agradeço ao meu namorado, Diego Almeida, pelo companheirismo em

todos os momentos, pelos sorrisos, pelo cuidado carinhoso e, mesmo entrando na

minha vida no final desta jornada, pelo apoio e amor.

Ao Instituto de Ciências Biomédicas, por me acolher e permitir, desde a

iniciação científica, o desenvolvimento de meu trabalho.

A Profª. Drª. Lúcia Rossetti Lopes, pela orientação ao longo de toda a

pesquisa e por acreditar na minha capacidade e no meu crescimento profissional.

Agradeço ao Prof. Dr. Francisco Laurindo, por me ensinar a fazer ciência não

hesitando em me receber inúmeras vezes no decorrer do meu mestrado, estando

disponível quando necessário para discussões e ideias inovadoras. E aos amigos

do Incor, pela amizade e companheirismo.

Agradeço em especial a minha “Co-orientadora”, ainda que não tenha

recebido este título oficialmente, e melhor amiga, Lívia de Lucca Camargo, pela

amizade, apoio incondicional em momentos difíceis, pela ajuda nas correções (até

pelo MSN!), e pela companhia nos “bons drinks” de fim de semana! Valeu mano, é

nóis!!!

Aos amigos do laboratório de Sinalização Redox, pela luta diária, pelos

momentos de descontração e pela parceria. Ao técnico Sidney Veríssimo Filho, por

me ensinar as técnicas de laboratório (incluindo usar a pipeta!) e pela amizade e

companheirismo; a amiga, Ana Alice dos Santos Dias, pelo apoio, ajuda na correção

dos meus relatórios e pelo bolo rosa de aniversário. Adorei! A nova colega de

laboratório, Marcela Gimenez, pelo companheirismo e momentos de descontração.

Agradeço ao Prof. Dr. Luiz Roberto Giorgeti de Britto, por ceder seu

laboratório para a realização dos experimentos histológicos. Ao técnico, Adilson da

Silva Alves, por me ajudar com as técnicas de histologia, pela amizade, pelos

momentos de descontração e pelos “cafezinhos”.

A Profª. Drª Luciana Venturini Rossoni, por ceder seu espaço do biotério e por

me ajudar no desenvolvimento da técnica de aferição da pressão dos animais.

Ao grupo de Hipertensão e a Profªs Zuleica Bruno Fortes e por ceder seu

laboratório para a realização de alguns experimentos.

A Capes e ao CNPq, pelo apoio financeiro.

Agradeço aos meus professores de pós-graduação, à secretaria da pós-

graduação, aos funcionários do ICB, sempre dispostos a resolver qualquer problema

ea todos que contribuíram para o meu crescimento profissional e pessoal.

Muito Obrigada!!!

“Não é a experiência, a mãe de todas as artes e

ciências, que engana as pessoas, mas, sim, a

imaginação que lhes promete o que a experiência não

lhes pode dar. A experiência é inocente; os nossos

desejos vãos e insanos é que são criminosos.

Distinguindo a mentira da verdade, a experiência nos

ensina a perseverar em direção do que é possível, e

não esperar, pela ignorância, atingir o que é inatingível,

a fim de que não sejamos compelidos, vendo a nossa

esperança por terra, a entregar-nos ao desespero.”

Leonardo da Vinci

RESUMO

Androwiki ACD. Avaliação da expressão da Proteína Dissulfeto Isomerase durante o desenvolvimento da hipertensão arterial: implicações na geração de espécies reativas de oxigênio. [dissertação (Mestrado em Farmacologia)]. São Paulo: Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo; 2012. Doenças como hipertensão arterial estão associadas a alterações vasculares mediadas por espécies reativas de oxigênio (EROs) tais como alteração do tônus vascular, remodelamento, alterações mecânicas e inflamação. A NADPH oxidase é a principal geradora enzimática de EROs nas células vasculares e é responsável pela maior produção destas espécies reativas na hipertensão arterial. A proteína dissulfeto isomerase (PDI), uma chaperona do reticulo endoplasmático, foi identificada como uma proteína capaz de se associar e regular a ativação da NADPH oxidase vascular. Estudos demonstraram que a inibição da PDI é capaz de promover uma redução na geração de EROs pela NADPH oxidase em resposta a Angiotensina II (Ang II) em células musculares lisas vascular. Contudo, o papel PDI na modulação da geração de EROs na no desenvolvimento da hipertensão arterial ainda não está esclarecido. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo investigar o papel da PDI na geração de EROs em leitos vasculares de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) durante o desenvolvimento da hipertensão arterial. Para isso utilizamos amostras de homogenato total e lâminas contendo cortes transversais de artérias mesentéricas de resistência, aorta, coronárias e artérias pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas, bem como animais Wistar e SHR tratados com Losartan ou Nifedipino. Analisamos a geração de EROs, expressão de PDI, Nox1 e Nox4. Os resultados obtidos demonstraram um aumento progressivo na geração de EROs, expressão de mRNA de Nox1 e PDI, em artérias mesentéricas, coronárias e artérias pulmonares de animais SHR a partir de 8 semanas. Curiosamente, este efeito não foi observado e na aorta, embora, tenhamos detectado um aumento na geração de EROs e RNAm de Nox4 em animais SHR com 12 semanas nesta artéria. Com o intuito de investigar a correlação entre o aumento na pressão arterial, geração de EROs e expressão de PDI, os animais foram tratados com dois anti hipertensivos que possuem mecanismos distintos de redução da pressão arterial. O tratamento com Losartan (antagonista do receptor AT1) reduziu a pressão arterial e a geração de EROs assim como a expressão de PDI e Nox1 em artérias mesentéricas, coronárias e artérias pulmonares de animais SHR. Curiosamente, o mesmo efeito não foi observado em animais tratados com Nifedipino (bloqueador de canais para cálcio do tipo L). Embora, assim como o Losartan este anti hipertensivo tenha reduzido a pressão arterial, a geração de EROs e a expressão de Nox4, ao contrário do Losartan, o tratamento com Nifedipino não reduziu a expressão de PDI. Em resumo, os resultados obtidos até agora sugerem que a expressão de PDI estaria possivelmente relacionada ao estresse oxidativo e, não ao aumento da pressão arterial. Desta forma a PDI poderia estar contribuindo para o estresse oxidativo e disfunção vascular em leitos vasculares específicos, incluindo artérias de resistência durante o desenvolvimento da hipertensão arterial. Palavras-chave: Hipertensão. Espécies reativas de oxigênio. NADPH oxidase. Proteína dissulfeto isomerase. Aorta. Artérias mesentéricas.

ABSTRACT

Androwiki ACD. Protein disulfide isomerase expression during the development of hypertension: implications on reactive oxygen species generation. [Masters thesis (Pharmacology)]. São Paulo: Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo; 2012.

Diseases like hypertension are associated with vascular changes mediated by reactive oxygen species (ROS) such as changes in vascular tone, remodeling and inflammation. The major source of ROS in vascular cells is the enzyme NADPH oxidase, that is responsible for the increased production of these reactive species in hypertension. Protein disulfide isomerase (PDI), a endoplasmic reticulum chaperone, was identified as a protein capable of associate and regulate the activation of vascular NADPH oxidase. Studies have shown that inhibition of PDI is capable of reduce ROS generation in response to Angiotensin II (Ang II) in vascular smooth muscle cells. However, the role of PDI in ROS generation during hypertension development is unclear. Thus, teha aim of this study was to investigate the role of PDI in ROS generation in vascular beds of spontaneously hypertensive rats (SHR) during hypertension development. We used tranversal sections and samples of mesenteric resistance arteries, aorta, coronary and pulmonary arteries of 6, 8 and 12 weeks old Wistar and SHR rats, as well as Wistar and SHR rats treated with Losartan or Nifedipine. We analyze the ROS generation, PDI, Nox1 and Nox4 expression. The results showed a progressive increase in ROS generation, mRNA expression of Nox1 and PDI in mesenteric arteries, coronary arteries and pulmonary arteries of 8 weeks old SHR. Interestingly, this effect was not observed in aorta, although we detected an increased generation of ROS and Nox4 mRNA in SHR at 12 weeks these arteries. In order to investigate the correlation between the blood pressure increase, ROS generation and PDI expression, the animals were treated with anti hypertensive agents to reduce blood pressure. Treatment with Losartan (an AT1 receptor antagonist) reduced blood pressure and ROS generation as well as the expression of PDI and Nox1 in mesenteric arteries, coronary and pulmonary arteries of SHR. Interestingly, the same effect was not observed in animals treated with Nifedipine (a calcium channel blocker for L-type). Although, as Losartan, Nifedipine reduce blood pressure, ROS generation and Nox4 expression, unlike Losartan, treatment with Nifedipine did not reduce the expression of PDI. In summary, the results obtained suggest that the PDI expression was possibly related to the oxidative stress and not to increased blood pressure. Thus the PDI could be contributing to oxidative stress and vascular dysfunction in specific vascular beds, including resistance arteries during the development of hypertension. Keywords: Hypertension. Reactive oxygen species. NADPH oxidase. Protein disulfide isomerase. Aorta. Mesenteric arteries.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Estrutura e ativação das Nox.................................................................23 Figura 2 - Representação esquemática da estrutura da PDI................................26 Figura 3 - Determinação da pressão arterial sistólica dos grupos Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.............................................................................................37

Figura 4 - Geração de EROs em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.......................................................39 Figura 5 - Geração de EROs em anéis de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.........................................................................................................40

Figura 6 - Geração de EROs em artérias coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.............................................................................................41 Figura 7 - Geração de EROs artérias pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.....................................................................................................42

Figura 8 - Geração de EROs no fígado de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas....................................................................................................................43 Figura 9 - Expressão de RNAm de Nox1 e Nox4 realizada por PCR em tempo real em artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas....................................................................................................................44 Figura 10 - Expressão de RNAm de Nox1 e Nox4 realizada por PCR em tempo real em aortas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas........................45

Figura 11 - Expressão de RNAm de Nox1 e Nox4 realizada por PCR em tempo real em tecido cardíaco de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.........46 Figura 12 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real em parênquima pulmonar de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas...........47

Figura 13 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real no tecido hepático de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas......................48 Figura 14 - Expressão de PDI em animais Wistar.................................................49 Figura 15 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas..................................................50

Figura 16 - Expressão de PDI (~55kDa) em anéis de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas....................................................................................51 Figura 17 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias coronárias de animais

Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.....................................................................52 Figura 18 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.....................................................................53 Figura 19 - Expressão de PDI (~55kDa) no fígado de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.....................................................................................................54

Figura 20 - Determinação da pressão arterial sistólica em animais Wistar e SHR tratados com Losartan e Nifedipino.......................................................................55 Figura 21 - Geração de EROs em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino..................56

Figura 22 - Geração de EROs em anéis de aorta de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino........................................................57 Figura 23 - Geração de EROs em artérias coronárias de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino........................................................58

Figura 24 - Geração de EROs artérias pulmonares de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino........................................................59 Figura 25 - Geração de EROs no fígado de animais Wistar e SHR tratados com Losartan ou Nifedipino............................................................................................60

Figura 26 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real em artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino............................................................61

Figura 27 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real em aortas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino............................................................................................62

Figura 28 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real em tecido cardíaco de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino...........................................................................63

Figura 29 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real em parênquima pulomnar de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino............................................................64

Figura 30 - Expressão de RNAm de Nox1 realizada por PCR em tempo real no fígado de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino............................................................................................65

Figura 31 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR controle e tratados com Losartan ou Nifedipino..................................................................................................................66

Figura 32 - Expressão de PDI (~55kDa) em anéis de aorta de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino...............................................67 Figura 33 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias coronárias de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino................................68

Figura 34 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias pulmonares de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino................................69 Figura 35 - Expressão de PDI (~55kDa) no fígado de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino........................................................70

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Massa corporal (MC)e Peso do coração (PC) de animais Wistar e

SHR com 6, 8 e 12 semanas...................................................................................38

Tabela 2 - Massa corporal (MC) e Peso do coração (PC) de animais Wistar e

SHR controle e SHR tratado com Losartan ou Nifedipino..................................55

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

EROs - Espécies reativas de oxigênio

Ang II - Angiotensina II

SHR - Ratos espontaneamente hipertensos

O2- - Ânion superóxido

ONOO- - Peroxinitrito

H2O2 – Peróxido de hidrogênio

SOD - superóxido dismutase

CMLV - Células musculares lisas vasculares

NO - óxido nítrico

PA - Pressão arterial

Noxo1 - p47phox

Noxa1 - p67phox

RASM - Células musculares lisas vasculares da aorta de coelho

PBS - Fosfatase salina

PMSF - Fenilmetilsulfonil

PFA - Paraformaldeído

PB - Tampão fosfato

EPM - Erro padrão da média

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................18

1.1 As espécies reativas de oxigênio e a sinalização celular..............................18

1.2 O papel das EROs na fisiopatologia da hipertensão arterial.........................19

1.3 A NADPH oxidase como principal fonte enzimática de EROs no sistema

cardiovascular..........................................................................................................21

1.4 A PDI e a sinalização redox...............................................................................25

1.5 Papel da PDI na geração de EROs pela NADPH oxidase ..............................26

2 OBJETIVO...........................................................................................................28

2.1 Estratégia experimental.....................................................................................28

3 MÉTODOS............................................................................................................29

3.1 Animais................................................................................................................29

3.2 Determinação da pressão arterial....................................................................29

3.3 Preparação de amostras...................................................................................29

3.4 Western Blot.......................................................................................................30

3.5 Imunofluorescência...........................................................................................31

3.6 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos.........................31

3.7 Tratamento.........................................................................................................32

3.8Análise estatística...............................................................................................32

4 RESULTADOS........................................................................................................33

4.1 Determinação da pressão arterial de animais Wistar e SHR..........................33

4.2 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos..........................33

4.3 Expressão de RNAm das subunidades Nox1 e Nox4.....................................33

4.4 Expressão de PDI...............................................................................................34

4.4.1 Validação do método.........................................................................................34

4.4.2 Expressão proteica de PDI................................................................................34

4.5 Determinação da pressão arterial de animais Wistar e SHR tratados com

Losartan e Nifedipino...............................................................................................34

4.6 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos de animais SHR

tratados com Losartan e Nifedipino.......................................................................35

4.7 Expressão de RNAm das subunidades Nox1 e Nox4 em animais Wistar e

SHR tratados com Losartam e Nifedipino..............................................................35

4.8 Expressão proteica de PDI em animais tratados com Losartan ou

Nifedipino..................................................................................................................36

5 DISCUSSÃO..........................................................................................................71

6 CONCLUSÕES......................................................................................................75

REFERÊNCIAS..........................................................................................................76

18

1 INTRODUÇÃO

A hipertensão arterial é classicamente definida como uma elevação crônica

de pressão arterial, determinada por um aumento inicial no débito cardíaco seguido

por um aumento na resistência periférica total associado a alterações estruturais,

mecânicas e funcionais na vasculatura periférica (Folkow, 1990).

Segundo dados do Boletim Global de Doenças Relacionadas à Hipertensão, a

cada ano cerca de 7,6 milhões de pessoas morrem em todo o mundo devido à

hipertensão arterial, sendo que 80% dessas mortes ocorrem em países em

desenvolvimento como o Brasil onde mais da metade das vítimas têm entre 45 e 69

anos.

Nos últimos anos o nosso entendimento sobre a fisiopatologia de doenças

cardiovasculares como a hipertensão arterial tem aumentado consideravelmente,

porém os mecanismos envolvidos no aumento da pressão arterial ainda não foram

totalmente esclarecidos. Entre os muitos fatores envolvidos na fisiopatologia da

hipertensão arterial evidências indicam um papel importante das espécies reativas

de oxigênio (EROs; Pechanova et al., 2006).

1.1 As espécies reativas de oxigênio e a sinalização celular

EROs é um termo utilizado para descrever espécies químicas formadas a

partir da redução incompleta do oxigênio. A redução do oxigênio na presença de um

elétron livre gera ânion superóxido (O2-), que é um radical instável, incapaz de

atravessar membranas celulares, mas que pode agir como agente redutor, formando

peroxinitrito (ONOO-). Outra espécie não radicalar formada é o peróxido de

hidrogênio (H2O2), formada pela dismutação do O2-, espontaneamente ou catalisado

pela enzima superóxido dismutase (SOD). Esta espécie é liposolúvel e pode

ultrapassar membranas celulares e tem meia-vida maior que seu precursor O2-. O

H2O2 pode ser degradado pela enzima catalase formando H2O e O2, ou ainda, ser

reduzido na presença de moléculas que contenham metais como ferro e cobre

gerando radical hidroxila (OH-), que é extremamente reativo. Diferentemente do O2-

e H2O2 que podem atuar em locais distantes da fonte geradora, o OH- produz

alterações somente de forma localizada. Conseqüentemente, o O2- e o H2O2 podem

19

ter vida média suficientemente longa, de modo compatível com o papel destas EROs

na sinalização redox (Guzik et al., 2006).

A sinalização redox pode ser definida como transdução de sinal por

transferência de elétrons mediada por reações de oxidação e redução de moléculas.

Essas reações provocam perda ou ganho de elétrons e levam a mudanças

estruturais e funcionais em moléculas biológicas modificando processos de

sinalização (Jones, 2006). Convencionalmente, as EROs são vistas como citotóxicas

devido ao seu efeito oxidativo sobre constituintes celulares incluindo DNA, proteínas

e lipídeos. Neste contexto, o estresse oxidativo sempre foi definido como sendo um

aumento de espécies reativas de oxigênio devido a um desequilíbrio entre

mecanismos celulares antioxidantes (i.e., superóxido dismutases, glutationa

peroxidases, tioredoxinas, etc) e mecanismos pró-oxidantes (sistemas geradores de

EROs). Porém, estudos mais recentes, sugerem que esse desequilíbrio entre os

sistemas pró e antioxidante ocorre numa fase mais tardia de patologias como a

hipertensão arterial. Em um estágio inicial, alterações na geração de EROs

restringem-se a compartimentos celulares específicos, como endossomo, cavéola e

núcleo, não implicando necessariamente na alteração do estado redox global da

célula (Go et al., 2004).

Assim, a visão atual do conceito de estresse oxidativo aponta um papel do

aumento das espécies reativas de oxigênio como desencadeador de uma ruptura

dos circuitos de sinalização redox associado a uma ativação de vias patológicas por

estas espécies. Portanto, reconhece-se hoje que alterações no fluxo de elétrons em

determinados sistemas enzimáticos resultam na formação patológica ou excessiva

de intermediários de vias de sinalização redox caracterizando o estresse oxidativo

(Jones, 2006).

1.2 O papel das EROs na fisiopatologia da hipertensão arterial

A camada média dos vasos sanguíneos é composta por células musculares

lisas vasculares (CMLV) e matriz extracelular e está associada ao controle do tônus

vascular. Em situações de lesão vascular, esta camada sofre proliferação e

remodelamento (Mulvany, Aalkjaer, 1990; Schiffrin, 1994). Diversos fatores locais e

sistêmicos podem regular as funções das CMLV, dentre eles estão agentes

vasoativos como a endotelina-1, Angiotensina II (Ang II) e vasodilatadores como o

20

óxido nítrico (NO) e a prostaciclina. Uma das principais funções das CMLV é a

contração vascular, que requer a ativação de vias de sinalização especificas e

geração de segundos mensageiros sendo promovida pela ligação de agentes

vasoconstritores como a Ang II a seu receptor AT1. Contudo, estudos demonstram

que a exposição contínua a fatores de crescimento tais como agentes

vasoconstritores pode levar à proliferação e migração das CMVL para a camada

íntima, o que culmina no espessamento da camada média e formação de uma nova

camada vascular denominada neoíntima. Este evento resulta no remodelamento do

vaso e está relacionado à disfunção vascular em patologias como a hipertensão

arterial (Fyhrquist, Saijonmaa, 2008; Nguyen, Touyz, 2011).

Diversos estudos relacionam a hipertensão a altas concentrações de EROs

em modelos animais (Beswick et al., 2001; Heitzer et al., 1999; Kitamoto et al., 2000)

e também em humanos (Lacy et al., 1998; Lee et al., 2003). Ratos espontaneamente

hipertensos (SHR), por exemplo, apresentam alterações na geração de EROs

poucas semanas após o nascimento sendo que este aumento pode ocorrer antes

mesmo da elevação na pressão arterial (PA) ou aumento de marcadores

inflamatórios, sugerindo que o aumento das EROs é o evento inicial na gênese da

hipertensão, precedendo o aumento da PA (Nabha et al., 2005).

As alterações estruturais e funcionais que determinam o componente

dinâmico da vasculatura são mediados por EROs (Clempus, Griendling, 2006); Em

patologias como a hipertensão arterial, as alterações observadas no sistema

vascular diretamente relacionadas a um aumento na geração de EROs incluem:

redução no diâmetro da luz do vaso, espessamento da camada média

(remodelamento vascular; Mulvany, 2002) e aumento da reatividade a agentes

vasoativos, como a Ang II (Touyz, Schinffrin, 2004). Além disso, outras alterações

estruturais em órgãos como rins, pulmão e coração também estão relacionadas ao

aumento da geração de EROs na hipertensão arterial (Piech et al., 2003). De fato, o

aumento de EROs em animais SHR pode contribuir para a hipertrofia ventricular

esquerda, doença coronariana (Shah, Channon, 2004), lesão renal (Adler et al.,

2004) e remodelamento de artérias pulmonares (DeMarco et al., 2008).

Todas as camadas vasculares são capazes de gerar EROs, entre estas,

células provenientes das túnicas íntima, média e adventícia. Porém, devido a sua

plasticidade e multi funcionalidade, as CMLV da camada média possuem um papel

fundamental na evolução de patologias do sistema vascular. Sob concentrações

21

controladas de EROs, estas células apresentam-se diferenciadas e com um fenótipo

contrátil. Contudo, após estímulo patológico, em concentrações elevadas de EROs,

estas células desdiferenciam-se perdendo a capacidade contrátil, aumentando a

síntese de matriz extracelular e moléculas inflamatórias, dividindo-se e migrando em

direção a camada íntima. Assim, as EROs desempenham papel fundamental como

mediadores da sinalização fisiológica e patológica contribuindo para as alterações

estruturais e funcionais observadas nas doenças cardiovasculares (Griendling et al.,

2000).

Embora existam inúmeras evidências da participação de EROs no

desenvolvimento da hipertensão arterial existem inúmeras questões que

permanecem sem resposta. Em particular, os mecanismos que modulam o aumento

da geração de EROs e causam uma ruptura nos circuitos de sinalização redox

(Mulvany, Aalkjaer, 1990; Schiffrin, 1992), permanecem desconhecidos. Neste

contexto é possível inferir que novas estratégias visando entender e intervir de

maneira mais efetiva, nos mecanismos que governam a geração de EROs no

sistema cardiovascular tenham um efeito benéfico na terapêutica de pacientes com

hipertensão arterial.

1.3 A NADPH oxidase como principal fonte enzimática de EROs no sistema

cardiovascular

Uma importante fonte enzimática geradora de EROs no sistema

cardiovascular é a enzima NADPH oxidase. Esta enzima gera superóxido, espécie

reativa de oxigênio que pode diminuir a biodisponibilidade do óxido nítrico (NO) bem

como atuar como precursora de outras espécies como H2O2 e o ONOO- (Rey et al.,

2001).

A NADPH oxidase compreende uma família de enzimas denominadas Nox,

que catalisam a redução do oxigênio molecular gerando superóxido. A estrutura e

função desta enzima foram caracterizadas primeiramente em neutrófilos (Babior,

1999). A NADPH oxidase fagocítica é constituída de dois componentes associados à

membrana celular, gp91phox (Nox2) e p22phox, e subunidades citosólicas

regulatórias, p47 phox, p67 phox e p40 phox, além de uma proteína G, Rac1 ou Rac2

. Sob estímulo específico ocorre a fosforilação do p47phox que coordena a migração

para a membrana celular dos outros componentes citosólicos, com exceção da Rac.

22

Assim, a oxidase fagocítica só é capaz de efetuar a transferência de elétrons nesta

forma acoplada a membrana (Babior, 2004).

A famílias das Noxes é composta por 7 isoformas: Nox1, Nox2 (gp91PHOX),

Nox3, Nox4, Nox5, Duox1 e Duox2. Além de homólogos das subunidades citosólicas

p47 PHOX, p67 PHOX, Noxo1 e Noxa1, respectivamente (Brandes e Schröder, 2008); e

uma GTPase, a Rac 2, que também participa do acoplamento e ativação d e

algumas isoformas da enzima (Babior et al., 2002).

As Noxes são complexos heteroprotéicos que possuem mecanismos

reguladores, padrões de expressão subcelular e funções específicas. Estas enzimas

são expressas em muitos tecidos incluindo todas as camadas vasculares: células

endoteliais expressam Nox1, 2 e 4; CMLV possuem as isoformas Nox1 e Nox4

(Lassegue, Clempus, 2003). Outras isoformas podem ser encontrados em

fibroblastos da camada adventícia como a Nox 2 e 4 e no o tecido adiposo

perivascular, que expressa Nox4 (Lassegue et al., 2012).

Embora todas as isoformas de Nox sejam proteínas transmembranas capazes

de gerar EROs, estas diferem quanto a distribuição e localização celular, associação

com subunidades regulatórias, tipo de EROs gerado e mecanismos de ativação

(Brandes, Schöreder, 2008). Estas diferenças são responsáveis pelas diferentes

funções das Nox e conferem especificidade a ação das EROs como segundos

mensageiros, de modo que a geração destas espécies seja um evento controlado e

compartimentalizado. Diferente da NADPH oxidase fagocítica, a NADPH oxidase

vascular pode ser regulada por transcrição gênica de suas subunidades. Assim a

regulação da atividade da NADPH oxidase pode ocorrer pelo acoplamento das

subunidades na fração de membrana ou através do aumento da expressão gênica

das subunidades do complexo em si (Brandes, Schöreder, 2008).

23

Figura 1 - Estrutura e ativação das Nox.

As subunidades estão representadas em azul e incluem um domínio N-terminal composto de 6 hélices transmembrânicas (I-VI). Quatro resíduos de histidina nas hélices III e V são coordenados por átomos de ferro. Um domínio desidrogenase citosólico C-terminal inclui um cofactor FAD e um sítio de substrato NADPH. Para a ativação da Nox, os elétrons são transferidos da NADPH para o FAD e transportados para o outro lado da membrana, através de átomos de ferro. A Nox1/2 (painel esquerdo) formam um complexo com a p22phox (verde). O complexo citosólico (laranja) é composto por um organizador (Noxo1), um ativador (Noxa1), e o p40phox. O Noxo1, estimulado por fosforilação (pontos vermelhos), liga-se a uma região rica em lípidos de membrana e ao p22phox. Da mesma forma, o p40phox se liga a lípidos na membrana endossomal. A Rac, ativada por GTP (marrom ponto), se liga a membrana, a Nox e aos ativadores da Nox que desencadeiam a redução do FAD. A Nox4 (painel direito) também forma um complexo com o p22phox (verde). A sua atividade é constitutiva e independente de subunidades citosólicas mas pode ser aumentada pela ligação de Poldip2 (Proteína polimerase delta-interativa 2) ao domínio C-terminal de p22phox.

Fonte: Modificado de Lassegue et al., 2012.

No sistema cardiovascular as Noxes podem regular a função vascular e

cardíaca, por exemplo, processos de proliferação, migração e hipertrofia de CMLV

além de diferenciação celular e angiogênese (Cave et al., 2006; Garrido, Griendling,

2009),

Alguns aspectos diferem a isoforma Nox 4 da Nox 1. A Nox 4 esta localizada

no retículo endoplasmático e núcleo (Ambasta et al., 2004), atua produzindo H2O2

(Takac et al., 2011) e sua atividade é constitutiva e independente de subunidades

citosólicas (Ellmark et al., 2005). Além disso, esta isoforma tem sido implicada em

processos como proliferação, angiogênese e migração celular (Brown e Griendling,

2009).

Por outro lado, em CMLV, a Nox 1 está localizada na cavéola e na membrana

plasmática (Hilenski et al., 2004) e gera O2-; para isso requer da associação as

subunidades p47phox, Noxa1 e Rac1. A geração de EROs pela Nox1 pode ser

estimulada por Ang II. Inicialmente, após a ligação da Ang II com o receptor AT1

24

ocorre a ativação da proteína quinase C (PKC) que fosforila a subunidade p47phox

ativando a enzima sendo que esta fase da geração de EROs é rápida e acontece em

segundos. Já a manutenção da ativação da Nox1 requer a transativação do EGFR,

mediada pela c-Src levando a ativação de Rac e da NADPH oxidase num ciclo de

retroalimentação positiva dependente de EROs (Seshiah et al., 2002). Esta segunda

fase da geração de EROs pode durar horas e é responsável pelos efeitos

hipertróficos da Ang II, assim, um aumento na geração de EROs pela Nox1 pode

contribuir para o desenvolvimento de alterações estruturais e funcionais no sistema

vascular característicos de patologias como a hipertensão arterial (Touyz, Schiffrin,

2004).

De fato, diversos estudos demonstraram que a expressão de Nox1 encontra-

se aumentada nas artérias lesionadas de ratos Wistar (Szocs et al., 2002), nas

artérias de ratos diabéticos (Wendt et al., 2005) e também em animais animais SHR

(Matsuno et al., 2005; Tabet et al., 2008). Sendo que camundongos com deficiência

desta enzima apresentam uma diminuição da pressão arterial (Gavazzi et al., 2006).

Assim, a modulação da ativação das Noxes poderia ser uma forma de

controle ou tratamento de doenças como a hipertensão arterial, aterosclerose,

insuficiência cardíaca, lesão de reperfusão de isquemia, e remodelamento cardíaco

(Lassegue et al., 2012).

Nos últimos anos, a literatura tem descrito aspectos relacionados às

características estruturais da família das Noxes, seu acoplamento em complexos

catalíticos, suas subunidades reguladoras além de sua localização em diferentes

compartimentos intracelulares como mecanismos de primeira grandeza na regulação

destas enzimas. Porém, existem proteínas regulatórias que possuem funções

celulares distintas e, de alguma forma estão associadas Nox. Nesse contexto,

estudos do nosso grupo identificaram que em células musculares lisas vasculares de

aorta a proteína dissulfeto isomerase (PDI), uma enzima da superfamília das

tiorredoxinas, proveniente do reticulo endoplasmático, era capaz de se associar a

Nox e consequentemente regular a geração de EROs pela Ang II nestas células,

contudo, os mecanismos envolvidos nesta regulação ainda não estão esclarecidos.

25

1.4 A PDI e a Sinalização Redox

As oxidoredutases ditiólicas, pertencentes à superfamília das tiorredoxinas,

são enzimas importantes na ativação de vias de sinalização redox (Ebrahimian,

Touyz, 2008). Os membros desta família têm como característica principal a

presença do domínio catalítico CxxC, cuja natureza redox é a principal responsável

pela variedade de funções atribuídas aos membros desta família (Laurindo et al.,

2008). As cisteínas do sítio ativo da enzima atuam tanto como aceptores de elétrons,

quando estão na forma dissulfeto (S-S, oxidada), quanto doadores de elétrons,

quando estão na forma reduzida (-SH, reduzida). Desta forma, o sítio redox CxxC

cicla reversivelmente entre um e outro estado redox durante interações com

proteínas que envolvam trocas tiol/dissulfeto (Gruber et al., 2006). Os resíduos “x”

podem ser representados por aminoácidos distintos embora, a natureza química dos

aminoácidos próximos ao sítio redox seja fundamental para a determinação do

potencial redox das cisteínas do sítio ativo e, portanto da atividade da enzima

(Ellgard et al., 2005).

Dentre os membros da superfamília das tiorredoxinas, encontra-se a PDI. No

reticulo endoplasmático, esta enzima está envolvida na formação do padrão correto

de enovelamento das pontes dissulfeto em novas proteínas, o que envolve a

oxidação e múltiplas trocas tiol dissulfeto (atividade isomerase; Hatahet, Rudock,

2009). Estas propriedades derivam de sua configuração estrutural, que consiste de 5

domínios a-b-b’-a’ e c seguido por uma extensão C terminal que contém o sinal de

retenção no reticulo K-DEL (Freedman et al., 1998). Com base na seqüência dos

domínios a-b-b’-a’, a estrutura da PDI pode ser descrita como composta por 4

domínios semelhantes aos da tioredoxina dos quais dois são cataliticamente ativos e

dois são inativos, e estão associados à ligação da PDI com o seu substrato (Tian et

al., 2006) (Figura 2).

26

Figura 2 - Representação esquemática da estrutura da PDI.

No diagrama, a organização da PDI é vista como uma seqüência de 5 domínios: a, b, b’, a’,

e c, aonde os sítios ativos redox (WCGHC) estão localizados nos domínios a e a‟. Os

domínios b e b’ constituem o principal sítio de ligação de substratos e o domínio C possui a

seqüência KDEL de retenção no RE. O diagrama inferior (B) representa a estrutura cristalizada da PDI de levedura, demonstrando a forma de U da molécula; as setas indicam o início de cada domínio. Os sítios tióis ativos são apresentados no modelo de preenchimento espacial. Fonte: Modificado de Laurindo et al., 2008.

1.5 Papel da PDI na geração de EROs pela NADPH oxidase

Estudos do nosso grupo identificaram a PDI como sendo capaz de associar-

se as subunidades da NADPH oxidase incluindo p22phox, Nox1, Nox4, Nox2 em

células vasculares e em células HEK 293 transfectadas com as isoformas da Nox.

Sendo que esta associação também foi demonstrada recentemente em leucócitos

(Paes et al., 2011; Santos et al., 2009) e em células endoteliais (Laurindo et al.,

2008), sugerindo que interação PDI/oxidase está presente em diversos tipos

celulares e, portanto o seu efeito final pode depender da isoforma da Nox envolvida.

Demonstramos também que intervenções capazes de antagonizar a PDI

promoveram uma redução na geração de EROs pela Nox em resposta a Ang II

(Janiszewski et al., 2005).

A PDI apresenta intenso tráfego celular, e, apesar de ser originalmente uma

proteína encontrada no retículo endoplasmático pode ser encontrada na membrana

celular, aonde exerce uma função redutase, reduzindo os tióis de superfície (Jiang et

27

al., 1999) incluindo moléculas de adesão como as integrinas (Lahav et al., 2003). De

fato, nossos estudos demonstram que a interação PDI/Nox pode ocorrer na

membrana celular visto que, inibidores da PDI reduzem a atividade da Nox em

frações de membrana de células musculares lisas vasculares (Fernandes et al.,

2009).

As isoformas vasculares da Nox tem sua atividade regulada principalmente

pelo aumento da expressão gênica da sua subunidade catalítica. Estudos recentes

do nosso grupo demonstraram que a super expressão de PDI em células

musculares lisas vasculares da aorta de coelho (RASM) pode provocar um aumento

na expressão de Nox1 e, consequentemente na geração de EROs mesmo na

ausência de Ang II, sugerindo uma estreita relação entre a expressão de PDI e a

atividade desta isoforma da NADPH oxidase (Fernandes et al., 2009). Curiosamente,

o aumento da expressão de Nox1 está associado a um aumento da geração de

EROs em modelos de hipertensão dependentes de Ang II (Dikalova et al., 2005).

Analisados em conjunto, estes estudos indicam uma estreita associação entre

a expressão de PDI e a expressão e atividade da NADPH oxidase vascular. Desta

forma, o entendimento do papel da PDI em patologias associadas a uma maior

ativação da NADPH oxidase como a hipertensão arterial pode fornecer uma nova

perspectiva para o desenvolvimento de novas formas de intervenção terapêutica no

tratamento desta patologia.

28

2 OBJETIVO

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o papel da PDI e sua interação

com a Nox no aumento da geração de EROs no sistema vascular durante o

desenvolvimento da hipertensão arterial.

2.1 Estratégia experimental

Caracterizar os efeitos da expressão e distribuição da PDI e sua interação

com a Nox1 na geração e EROs em artérias mesentéricas de resistência, artéria

aorta, coração e pulmão de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas de idade,

períodos pré e pós estabelecimento da hipertensão arterial. Desta forma

estabeleceremos uma cronologia das alterações na expressão de PDI e sua

interação com a NADPH oxidase no aumento da geração de EROS durante o

desenvolvimento da hipertensão arterial.

Investigar o efeito da normalização da pressão arterial sobre a interação

PDI/NADPH oxidase e a geração de EROS em diferentes artérias na hipertensão

arterial, através do tratamento com os anti-hipertensivos Losartan e Nifedipino.

29

3 MÉTODOS

3.1 Animais

Os experimentos foram realizados em ratos Wistar e SHR, com 6, 8 e 12

semanas de idade provenientes do Biotério Central do Instituto de Ciências

Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Os animais foram mantidos

em grupos de, no máximo, cinco animais por caixa no Biotério do Departamento de

Farmacologia, com temperatura e ciclo de iluminação controlada (22 °C;

claro/escuro, 12/12 h) e acesso à água e ração ad libitum. Os experimentos foram

realizados de acordo com as normas estabelecidas pela Comissão de Ética em

Experimentação Animal do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São

Paulo (CEEA-ICB/USP; nº13 fls.62 livro 02).

3.2 Determinação da pressão arterial

A pressão arterial foi determinada por método indireto, através de

pletismografia de cauda nos ratos de cada grupo experimental (Wistar e SHR). Os

animais foram submetidos a um período de adaptação dois dias antes da primeira

medida de pressão arterial, que consistiu no aquecimento dos animais em estufa

especial por 10 min a 40 ºC e posterior contenção em um cilindro com abertura para

o focinho e para a cauda, por 5 min.

Após o período de adaptação a pressão arterial dos animais foi determinada.

Para isso, os ratos foram aquecidos por 10 min a 40ºC e colocados no cilindro de

contenção, conforme descrito anteriormente. Um oclusor e um sensor foram

ajustados à porção proximal da cauda do rato, acoplado ao esfigmomanometro

elétrico PE-399 conectado a um sistema de transdução (Powerlab, AD Instruments,

Melbourne, Austrália). O valor final da pressão sistólica caudal de cada animal

representa a média aritmética de seis medidas seqüenciais.

3.3 Preparação de Amostras

Os animais foram anestesiados e submetidos à perfusão transcardíaca, com

solução salina tamponada. O coração, o lobo médio do pulmão direito, a artéria

30

aorta e o leito mesentérico foram retirados e mantidos em solução de Krebs-

Henseleit (KHS) com composição: 112,0 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 2,5 mM CaCl2, 1,1

mM KH2PO4, 1,2 mM MgSO4, 25,0 mM NaHCO3 e 11,1 mM glicose; mantido a 4

°C. Para os experimentos foram utilizados do terceiro ao quinto ramo de artérias

mesentéricas e homogenato total de coronárias, aorta e artérias pulmonares, que

foram dissecados para a retirada de todo o tecido conjuntivo e lavados com tampão

de fosfatase salina (PBS). Os vasos foram congelados em nitrogênio líquido e

mantidos a -80 °C até uso posterior. Amostras de tecido hepático foram utilizadas

como controle experimental.

3.4 Western Blot

A expressão protéica da PDI foi analisada em homogenato total de artérias

mesentéricas de resistência, coronárias, aorta, artérias pulmonares, e fígado por

método de Western Blot.

Os tecidos foram homogeneizados em tampão contendo Triton-X 1%, Tris 100

mM (pH 7,4), pirofosfato de sódio 100 mM, fluoreto de sódio 100 mM, EDTA 10 mM,

ortovanadato 10 mM, fluoreto de fenilmetilsulfonil (PMSF) 2 mM e aprotinina 0,01

mg/ml utilizando um sonicador (Politron PTA 20S, Brinkmann Instrument, EUA).

O homogenato obtido foi centrifugado a 1200 r.p.m. à 4 °C por 10 minutos

para separação do material insolúvel. Após a centrifugação, o conteúdo proteico

obtido foi quantificado utilizando albumina sérica bovina como padrão e 40 μg de

proteína total foram submetidas à eletroforese em gel de poliacrilamida (10%) com

SDS (SDS-PAGE).

As proteínas isoladas no gel foram transferidas para a membrana de

nitrocelulose por meio de sistema semi-seco (BioRad, EUA). Após a transferência, a

membrana foi incubada em tampão TBS-t (TRIS 20 mM + NaCl 137 mM contendo

0,1% de Tween 20) contendo 3% de albumina por 30 minutos para bloqueio dos

sítios de ligação inespecíficos. Posteriormente, as proteínas foram identificadas

utilizando anticorpo primário anti-PDI (mouse anti-PDI 1:1000; Thermo scientific,

EUA) e anticorpo secundário espécie-específico (rabbit anti-mouse HRP 1:2000;

Calbiochem, EUA); e reveladas utilizando o kit de quimioluminescência ECL

(Amersham Biosciences, EUA).

A intensidade das bandas reativas, usada como medida do grau de expressão

31

protéica, foi determinada por análise densitométrica (Scion Image – Release Beta

3b, EUA) e corrigidas pela densidade observada para a concentração de β-actina.

3.5 Imunofluorescência

Os animais foram anestesiados e submetidos à perfusão transcardíaca, com

solução salina tamponada. Os segmentos de artérias mesentéricas, aorta, coração e

pulmão foram fixados com paraformaldeído (PFA 4%) e transferidos para crio molde

contendo meio Tissue-Tek OCT e congelados em gelo seco. Os tecidos foram

cortados transversalmente em criostato (7-14 μm de espessura) e colocados em

lâminas.

As lâminas foram incubadas com anticorpo específico anti-PDI (anti-mouse

anti-PDI 1:100; Thermo scientific, EUA) e anticorpo secundário espécie-específico

(goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:200) As imagens obtidas foram

visualizadas com auxílio de microscópio óptico equipado com filtro para fluoresceína

(Zeiss), utilizando-se objetiva com aumento de 20X.

3.6 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos

Lâminas contendo os segmentos de artéria aorta, artérias mesentéricas,

coração, pulmão e fígado foram incubados com dihidroetidina (DHE; 5µM;

Calbiochem, EUA) diluída em tampão fosfato (PB/DTPA 100 μM), em câmara úmida

durante protegida de luz 30 minutos a 37 ºC. A fluorescência dos produtos de

oxidação da DHE foi detectada em microscópio óptico equipado com filtro para

rodamina (Zeiss), utilizando-se objetiva com aumento de 20X.

A geração de EROs foi determinada pela densidade óptica média de

fluorescência, analisada em oito diferentes áreas das artérias que abrangeram o

endotélio, a camada média e a adventícia, utilizando o programa de análise de

imagens Image J® e a geração de EROs expressa em unidades arbitrárias.

32

3.7 Tratamento

A fim de verificar a contribuição do aumento da PA na geração de EROs e na

expressão de PDI, os animais Wistar e SHR com 7 semanas de idade foram tratados

com dois fármacos anti-hipertensivos com mecanismos de ação diferentes.

Os animais foram divididos em um grupo controle, composto de animais Wistar e

SHR com 7 semanas de idade que não receberam tratamento; um grupo tratado

com um antagonista de receptor AT1 de AngII, o Losartan (20 mg/Kg/dia durante 30

dias) por gavagem de acordo com Koprdová et al. (2009); bem como um grupo

tratado com um inibidor de canais de cálcio dependentes de voltagem do tipo L, o

Nifedipino (30mg/kg/dia durante 30 dias) na água de beber, de acordo com Yono et

al. (2007). Após o término dos tratamentos, os animais foram sacrificados e os vasos

foram extraídos para ensaios de expressão de PDI, geração de EROs e

colocalização entre a PDI e Nox1 por imunofluorescência e western blot.

3.8 Análise estatística

Os resultados foram apresentados como média ± erro padrão da média

(E.P.M.) para valores absolutos ou porcentagem de n animais/amostras. Diferenças

entre grupos foram analisadas por ANOVA de 1 via, seguido do teste de Student-

Newman-Keuls para comparações múltiplas. Valores de P<0,05 foram considerados

estatisticamente significativos.

33

4 RESULTADOS

4.1 Determinação da pressão arterial de animais Wistar e SHR

Os valores de pressão arterial sistólica dos animais Wistar e SHR foram

determinados uma semana antes do início dos experimentos. Conforme ilustra a

figura 3, os animais SHR de 8 e 12 semanas apresentaram aumento progressivo

nos níveis pressóricos em comparação aos ratos Wistar. A razão entre a massa

corporal (MC) e peso do coração (PC), aumentou progressivamente em animais

SHR (Tabela 1).

4.2 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos

A determinação da geração de EROs pela análise da fluorescência dos

produtos da oxidação da DHE mostrou um aumento na geração de EROs em

artérias mesentéricas (Figura 4), aorta (Figura 5), artéria coronária (Figura 6) e

artéria pulmonar (Figura 7) de animais SHR com 8 e 12 semanas sendo que para

todos os leitos vasculares de animais Wistar e SHR com 12 semanas, a pré-

incubação dos cortes com PEG-SOD (150U/ml) inibiu a geração de EROs. Em

artérias hepáticas, não foi observada diferença na geração de EROs em ambos os

grupos experimentais(Figura 8).

4.3 Expressão de RNAm das subunidades Nox1 e Nox4

A análise da expressão gênica das subunidades Nox1 e Nox4 de artérias

mesentéricas, artéria aorta, artéria coronária e artéria pulmonar de animais Wistar e

SHR com 6, 8 e 12 semanas mostrou uma maior expressão de RNAm de Nox1 em

artérias mesentéricas de animais SHR a partir de 8 semanas (Figura 9A) e Nox4

apenas após 12 semanas (Figura 9B). Por outro lado, observamos uma maior

expressão de RNAm de Nox4 em aortas de animais SHR a partir de 8 semanas

(Figura 10B) e uma maior expressão de RNAm de Nox1 e Nox4 no coração de

animais SHR após 12 semanas (Figura 11A e B). Este mesmo efeito foi observado

em artérias pulmonares que apresentaram maior expressão de Nox1 e Nox4 apenas

após 12 semanas. (Figura 12B). Não observamos diferença estatística na expressão

34

de RNAm de Nox1 e Nox4 em amostras de tecido hepático (Figura 13) em ambos os

grupos experimentais.

4.4 Expressão de PDI

4.4.1 Validação do método

Para a validação do método de imunofluorescência utilizado, foi feita a

análise, dos cortes histológicos de artérias mesentéricas (Figura 14A), aorta (Figura

14B), artéria coronária (Figura 14C) e artérias pulmonares (Figura 14D) de animais

Wistar na presença ou não de anticorpo primário para PDI. Foi observada marcação

positiva para expressão de PDI, validando o método utilizado.

4.4.2 Expressão proteica de PDI

A análise por Western Blotting e imunofluorescência da expressão da PDI

(~55 kDa) em artérias mesentéricas de resistência, artéria aorta, coronáriae artérias

pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas mostrou uma maior

expressão de PDI em artérias mesentéricas (Figura 15A e B), artéria coronária

(Figura 17A e B) e artéria pulmonar (Figura 18A e B) de animais SHR com 8 e 12

semanas quando comparado ao grupo Wistar. Não foi observada diferença

estatística na expressão da PDI em amostras de aorta (Figura 16A e B) e tecido

hepático (Figura 19A e B) em ambos os grupos experimentais.

4.5 Determinação da pressão arterial de animais Wistar e SHR tratados com

Losartan e Nifedipino

Os valores de pressão arterial sistólica dos animais Wistar e SHR não

tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/kg/dia durante 30 dias) e

Nifedipino (30 mg/kg/dia durante 30 dias) foram determinados uma semana antes do

início dos experimentos. Conforme ilustra a figura 20, o grupo controle de animais

SHR apresentou aumento dos níveis pressóricos em comparação com os ratos

Wistar, a razão Massa corporal (MC)/ Peso do coração (PC) também foi maior entre

35

animais SHR controle, sendo que o tratamento com anti hipertensivos reverteu esse

aumento nos animais SHR (Tabela 2).

4.6 Determinação de geração de EROs em cortes histológicos de animais SHR

tratados com Losartan e Nifedipino

A determinação da geração de EROs pela análise da fluorescência dos

produtos da oxidação da dihidroetidina (DHE) mostrou um aumento na geração de

EROs em artérias mesentéricas (Figura 21), anéis de aorta (Figura 22), artéria

coronária (Figura 23) e artéria pulmonar (Figura 24) de animais SHR não tratados,

sendo que este efeito foi inibido em animais em animais tratados com Losartan e

Nifedipino. A pré-incubação dos cortes com PEG-SOD (150U/ml) também inibiu o

aumento da geração de EROs em todos os grupos experimentais. No tecido

hepático, não observamos diferença na geração de EROs em ambos os grupos

(Figura 25).

4.7 Expressão de RNAm das subunidades Nox1 e Nox4 em animais Wistar e SHR

tratados com Losartam e Nifedipino

O tratamento com Losartan diminuiu a expressão de Nox1 em artérias

mesentéricas de resistência (Figura 26A). Este mesmo efeito foi observado para

artéria coronária (Figura 28A) e artéria pulmonar (Figura 30A). Por outro lado, o

mesmo anti hipertensivo diminuiu a expressão de Nox4 em artérias mesentéricas de

resistência (Figura 26B), aorta (Figura 27B) artéria coronária (Figura 28B) e artéria

pulmonar (Figura 30B). Já o tratamento dos animais com Nifedipino diminuiu

somente a expressão de Nox4 em artérias mesentéricas de resistência (Figura 26B),

aorta (Figura 27B) coronária (Figura 28B) e artéria pulmonar (Figura 30B), Este

efeito não foi observado na expressão de Nox1. Adicionalmente, esta diminuição

não foi observada no tecido hepático (Figura 31) de nenhum dos grupos

experimentais.

36

4.8 Expressão proteica de PDI em animais tratados com Losartan ou Nifedipino

A análise por método de Western Blotting e imunofluorescência da expressão

da PDI (~55 kDa) em artérias mesentéricas de resistência, aorta, coronária e artéria

pulmonar de animais Wistar e SHR tratados ou não com anti hipertensivos

demonstrou uma maior expressão de PDI em artérias mesentéricas (Figura 32A e

B), artéria coronária (Figura 34A e B) e artéria pulmonar (Figura 35A e B) de animais

SHR não tratados (controle) ou tratados com Nifedipino (30 mg/Kg/dia) quando

comparado aos respectivos grupos Wistar. Por outro lado, animais SHR tratados

com Losartan (20 mg/Kg/dia) não apresentaram aumento na expressão da PDI em

nenhum leito vascular. Amostras de aorta (Figura 33) e tecido hepático (Figura 36)

não apresentaram diferença na expressão da PDI em nenhum grupo experimental.

37

Figura 3 - Determinação da pressão arterial sistólica dos grupos Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Valores da pressão média arterial sistólica de animais Wistar e SHR. Os dados estão expressos como média + EPM para n = 5 animais sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.001 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6 e 8 semanas.

38

Tabela 1 - Massa corporal (MC)e Peso do coração (PC) de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas

Wistar 6 semanas

Wistar 8 semanas

Wistar 12 semanas

MC (g) 165 ± 3,42

189 ± 3,27

229 ± 3,53

PC (mg) 683,1 ± 4,21

789,5 ± 2,91

881,3 ± 2,34

PC/MC (mg/g) 4,14 ± 0,81

4,17± 1,12

3,84 ± 0,66

SHR 6 semanas

SHR 8 semanas

SHR 12 semanas

MC (g) 142 ± 2,63

180 ± 4,17

192 ± 4,18

PC (mg) 701,7 ± 3,61

889,5 ± 4,01

997,2 ± 5,92

PC/MC (mg/g) 4,94 ± 0,23*

4,95± 0,96*

5,19 ± 1,41*#

Valores de Peso corporal (MC) e Peso do coração (PC) de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas Os dados são expressos como a média + EPM para n = 5 animais sendo: * p<0.05 vs. Wistar 12 semanas e #p<0.05 vs. SHR 6 e 8 semanas.

39

Figura 4 - Geração de EROs em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Análise da fluorescência dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Em alguns experimentos os cortes de 12 semanas foram pré-incubados com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.001 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6, 8 e 12 semanas + SOD.

40

Figura 5 - Geração de EROs em anéis de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Análise da fluorescência dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais aorta torácica de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Em alguns experimentos os cortes de 12 semanas foram pré-incubados com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.001 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6, 8 e 12 semanas + SOD.

41

Figura 6 - Geração de EROs em artérias coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Análise da fluorescência dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de miocárdio e coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Em alguns experimentos os cortes de 12 semanas foram pré-incubados com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.001 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6, 8 e 12 semanas + SOD.

42

Figura 7 - Geração de EROs artérias pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais do parênquima e arteríolas pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Em alguns experimentos os cortes de 12 semanas foram pré-incubados com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.001 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6, 8 e 12 semanas + SOD.

43

Figura 8 - Geração de EROs no fígado de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de tecido hepático de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Em alguns experimentos os cortes de 12 semanas foram pré-incubados com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=6.

44

Figura 9 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.05 vs. Wistar e #p<0.05 vs. SHR 6 e 8 semanas.

45

Figura 10 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em aortas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.05 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR 6 e 8 semanas.

46

Figura 11 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em coronárias de animais Wistar

e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de tecido cardíaco e coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.01 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR 6 e 8 semanas.

47

Figura 12 - Expressão gênica de Nox1 em artérias pulmonares de animais

Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de parênquima pulmonar de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: *p<0.001 vs. Wistar e #p<0.05 vs. SHR 6 semanas.

48

Figura 13 - Expressão gênica de Nox1 no tecido hepático de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de fígado de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5.

49

Figura 14 - Expressão de PDI em animais Wistar.

Imagem demonstrativa da expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) detectada por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de artérias mesentéricas (A), aorta (B), artérias coronárias (C) e artérias pulmonares (D). Os núcleos das células estão marcados com DAPI (azul). As imagens são representativas de 8 experimentos independentes.

50

Figura 15 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.05 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6 e 8 semanas.

51

Figura 16 - Expressão de PDI (~55kDa) em anéis de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de aorta de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia ((goat anti-mouse – FICT (fluoresceína) 1:500, verde) em cortes transversais de aorta de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=6.

52

Figura 17 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de coração de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína) 1:500, verde) em cortes transversais de miocárdio e coronárias de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.05 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6 e 8 semanas.

53

Figura 18 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de PDI (mouse anti-PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de pulmão de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína) 1:500, verde) em cortes transversais do parênquima e arteríolas pulmonares de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=6 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; +p<0.05 vs. SHR 6 semanas e #p<0.001 vs. SHR 6 e 8 semanas.

54

Figura 19 - Expressão de PDI (~55kDa) no fígado de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas.

A expressão de PDI (mouse anti-PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de fígado de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína) 1:500, verde) em cortes transversais de tecido hepático de animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=6.

55

Figura 20 - Determinação da pressão arterial sistólica em animais Wistar e SHR tratados com Losartan e Nifedipino.

Valores da pressão média arterial sistólica de animais Wistar e SHR sem tratamento (controle), Animais SHR tratados com Losartan (SHR + LOS) e animais SHR tratados com Nifedipino (SHR + NIF). Os dados estão expressos como média + EPM para n = 5 animais sendo: * p<0.001 vs. SHR; #p<0.001 vs. SHR + LOS e SHR + NIF e +p<0.05 vs. SHR + LOS.

Tabela 2 - Massa corporal (MC) e Peso do coração (PC) de animais Wistar e SHR controle e SHR tratado com Losartan ou Nifedipino

Wistar Controle SHR Controle SHR + Losartan SHR + Nifedipino

MC (g) 227 ± 3,23

189 ± 5,56

211 ± 4,17

198 ± 4,63

PC (mg) 879,4 ± 3,91

998,7 ± 9,82

892,5 ± 7,71

901,2 ± 6,52

PC/MC (mg/g) 3,87 ± 1,21

5,28 ± 1,76*

4,22± 1,84#

4,55± 1,40#

Valores de Peso corporal (MC) e Peso do coração (PC) de animais Wistar e SHR controle, SHR + Losartan e SHR + Nifedipino Os dados estão expressos como média + EPM para n = 8 animais sendo: * p<0.05 vs. Wistar controle e #p<0.05 vs.SHR controle.

56

Figura 21 - Geração de EROs em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

Controle Losartan Nifedipino Controle + SOD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000Wistar

SHR

*#

Inte

nsid

ade d

e F

luore

scência

(unid

ades a

rbit

rári

as)

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR não tratados (controle), tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Em alguns experimentos os cortes foram incubados previamente com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR + Losartan, SHR + Nifedipino e SHR controle + SOD.

57

Figura 22 - Geração de EROs em anéis de aorta de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

Controle Losartan Nifedipino Controle + SOD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000Wistar

SHR

*#

Inte

nsid

ade d

e F

luore

scência

(unid

ade

s a

rbit

rári

as)

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de artéria aorta de animais Wistar e SHR não tratados (controle), tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Em alguns experimentos os cortes foram incubados previamente com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR + Losartan, SHR + Nifedipino e SHR controle + SOD.

58

Figura 23 - Geração de EROs em artérias coronárias de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

Controle Losartan Nifedipino Controle + SOD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000Wistar

SHR

*#

Inte

nsid

ade d

e F

luore

scência

(unid

ade

s a

rbit

rári

as)

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais do miocárdio e coronárias de animais Wistar e SHR não tratados (controle), tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Em alguns experimentos os cortes foram incubados previamente com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR + Losartan, SHR + Nifedipino e controle + SOD.

59

Figura 24 - Geração de EROs artérias pulmonares de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

Controle Losartan Nifedipino Controle + SOD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000Wistar

SHR

*#

Inte

nsid

ade d

e F

luore

scência

(unid

ades a

rbit

rári

as)

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais de arteríolas pulmonares de animais Wistar e não tratados (controle), tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Em alguns experimentos os cortes foram incubados previamente com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.01 vs. SHR + Losartan, SHR + Nifedipino e SHR controle + SOD.

60

Figura 25 - Geração de EROs no fígado de animais Wistar e SHR tratados com Losartan ou Nifedipino.

Controle Losartan Nifedipino Controle + SOD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000Wistar

SHR

Inte

nsid

ade d

e F

luore

scência

(unid

ades a

rbit

rári

as)

Análise da fluorescência derivada dos produtos de oxidação da dihidroetidina (DHE, 5 µM) em cortes transversais do tecido hepático de animais Wistar e SHR não tratados (controle), tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Em alguns experimentos os cortes foram incubados previamente com PEG-SOD (150 U/ml). Os resultados estão expressos como a média + EPM para n=5.

61

Figura 26 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino.

A expressão de Nox1 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1 (A) e Nox4 (B) em homogenato total de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.01 vs. Wistar, #p<0.01 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle e +p<0.05 vs. SHR + Losartan e SHR + Nifedipino.

62

Figura 27 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em aortas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino.

A expressão de Nox1 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1 (A) e Nox4 (B) em homogenato total de aorta de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.05 vs. Wistar, #p<0.05 vs. SHR + Losartan e SHR + Nifedipino

63

Figura 28 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em coronárias de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino.

A expressão de Nox1 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1 (A) e Nox4 (B) em homogenato total de tecido cardíaco e artérias coronárias de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar, #p<0.001 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle e +p<0.05 vs. SHR + Losartan e SHR + Nifedipino.

64

Figura 29 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 em artérias pulmonares de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan ou Nifedipino.

A expressão de Nox1 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1 (A) e Nox4 (B) em homogenato total de tecido e artérias pulmonares de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.05 vs. Wistar, #p<0.05 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle e +p<0.01 vs. SHR + Losartan e SHR + Nifedipino.

Figura 30 - Expressão gênica de Nox1 e Nox4 no fígado de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com com Losartan ou Nifedipino.

65

A expressão de Nox1 e Nox4 foi detectada pela análise dos níveis de RNAm de Nox1(A) e Nox4 (B) em homogenato total de fígado de animais Wistar e SHR não tratados (controle) e tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias. Os resultados foram analisados e expressos como unidades arbitrarias, normalizados pela expressão de RNAm de HPRT e estão expressos como a média + EPM para n=5.

Figura 31 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias mesentéricas de resistência de animais Wistar e SHR controle e tratados com Losartan ou Nifedipino.

66

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de artérias mesentéricas de animais Wistar e SHR não tratados (controle) tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43 kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.001 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle.

Figura 32 - Expressão de PDI (~55kDa) em anéis de aorta de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

67

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de artéria aorta de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de aorta de animais Wistar e SHR não tratados (controle) ou tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43k Da) e estão expressos como a média + EPM para n=5.

Figura 33 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias coronárias de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

68

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de artérias coronárias de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de miocárdio e artérias coronárias de animais Wistar e SHR não tratados (controle) tratados com com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43 kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar; #p<0.001 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle e +p<0.05 vs. SHR + Losartan.

Figura 34 - Expressão de PDI (~55kDa) em artérias pulmonares de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

69

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de artérias pulmonares de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de artérias pulmonares de animais Wistar e SHR não tratados (controle) tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43 kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=5 sendo: * p<0.001 vs. Wistar e #p<0.001 vs. SHR + Nifedipino e SHR controle.

Figura 35 - Expressão de PDI (~55kDa) no fígado de animais Wistar e SHR tratados ou não com Losartan ou Nifedipino.

70

A expressão de PDI (mouse anti- PDI, ABR, 1:1000) foi detectada por Western Blotting em homogenato total de fígado de animais Wistar e SHR (A) e também por imunofluorescencia (goat anti-mouse – FICT (fluoresceína), 1:500, verde) em cortes transversais de tecido hepático de animais Wistar e SHR não tratados (controle) tratados com Losartan (20 mg/Kg/dia) ou Nifedipino (30 mg/Kg/dia) durante 30 dias (B). Os resultados foram normalizados pela expressão de β-actina (~43 kDa) e estão expressos como a média + EPM para n=5.

5 DISCUSSÃO

Estudos do nosso grupo identificaram a PDI, uma ditiol dissulfeto

71

oxidoredutase chaperona do retículo endoplasmático, como uma proteína capaz de

se associar e regular a ativação da NADPH oxidase vascular (Janiszewski et al.,

2005; Laurindo et al., 2008). Porém, o papel PDI na modulação da geração de EROs

pela NADPH oxidase na hipertensão arterial ainda não está esclarecido. Dessa

forma, o presente trabalho teve como objetivo a avaliação da participação da PDI e

sua interação com a NADPH oxidase no aumento da geração de EROs em

diferentes leitos vasculares durante o desenvolvimento da hipertensão arterial.

Os resultados apresentados neste trabalho demonstraram um aumento

progressivo na geração de EROs, expressão de mRNA de Nox1 e PDI, em artérias

mesentéricas, coronárias e artérias pulmonares de animais SHR a partir de 8

semanas. Curiosamente, este efeito não foi observado e na aorta, embora tenhamos

detectado um aumento na geração de EROs e RNAm de Nox4 em animais SHR

com 12 semanas nesta artéria. Com o intuito de investigar a correlação entre o

aumento na pressão arterial, geração de EROs e expressão de PDI, os animais

foram tratados com dois anti hipertensivos que possuem mecanismos distintos de

redução da pressão arterial. O tratamento com Losartan (antagonista do receptor

AT1) reduziu a pressão arterial e a geração de EROs assim como a expressão de

PDI e Nox1 em artérias mesentéricas, coronárias e artérias pulmonares de animais

SHR. Curiosamente, o mesmo efeito não foi observado em animais tratados com

Nifedipino (bloqueador de canais para cálcio do tipo L). Embora, assim como o

Losartan este anti hipertensivo tenha reduzido a pressão arterial, a geração de

EROs e a expressão de Nox4, ao contrário do Losartan, o tratamento com Nifedipino

não reduziu a expressão de PDI.

A relação entre altas concentrações de EROs e a hipertensão arterial tem

sido demonstrada em diversos modelos animais (Beswick et al., 2001; Heitzer et al.,

1999; Kitamoto et al., 2000). De fato, animais SHR apresentam alterações na

geração de EROs poucas semanas após o nascimento sendo que este aumento

precede a elevação da PA ou o aumento de marcadores inflamatórios, sugerindo

que o aumento das EROs é o evento inicial na gênese da hipertensão (Chabrashvili

et al., 2002; Nabha et al., 2005). Além disso, estudos nestes mesmos animais

sugerem que o aumento da geração de EROs e a disfunção vascular seriam

decorrentes da hiperativação de vias de sinalização redox em resposta a Ang II

(Endemann et al., 1999; Tabet et al., 2008; Zalba et al., 2000).

72

A fim de caracterizarmos o impacto potencial da pressão arterial e da idade

na lesão vascular, bem como o papel de EROs na gênese da hipertensão arterial,

inicialmente analisamos a geração destas espécies em diferentes artérias em

animais Wistar e SHR com 6, 8 e 12 semanas, considerando que a elevação na

pressão arterial em animais SHR inicia-se a partir de 8 semanas de idade (Harada et

al., 2009). Assim, conform Harada et al. (2009), observamos um aumento

progressivo na geração de EROs nos leitos vasculares de animais SHR a partir de 8

semanas.

Já foi demonstrado que a ativação da NADPH oxidase vascular pela Ang II,

está associada à fisiopatologia de doenças vasculares proliferativas (Touyz,

Schiffrin, 2004). De fato, nossos resultados mostraram um aumento progressivo na

expressão de Nox1, isoforma abundante em CMLV (Seshiah et al., 2002), em

artérias mesentéricas, coronárias e artérias pulmonares. Além disso, observamos

também um aumento na expressão de Nox4 em todos os leitos vasculares de

animais SHR com 12 semanas. Tais resultados sugerem que a Nox4 estaria

envolvida no aumento da geração de EROs de maneira mais tardia, após o

estabelecimento da hipertensão arterial e que a Nox1 seria a isoforma da NADPH

oxidase envolvida no aumento da geração de EROs no desenvolvimento ou gênese

da hipertensão arterial. Contudo, este efeito não ocorre em todos os leitos

vasculares, já que aortas não apresentaram aumento na expressão de Nox1.

Considerando que o remodelamento de arteríolas de pequeno calibre como

as artérias de resistência, é importante para a regulação da pressão arterial (Peng,

Arendshorst, 2007) o aumento na expressão de Nox1 neste vaso, sugere um papel

desta oxidase como fonte de EROs que pode possivelmente contribuir para o

aumento da resistência vascular durante o desenvolvimento da hipertensão arterial.

De fato animais KO para NOX-1 apresentam uma diminuição da geração de

superóxido induzida pela Ang II (Garrido, Griendling, 2009).

A fim de verificarmos uma possível relação moduladora da PDI sobre a

geração de EROs pela NADPH oxidase, avaliamos a expressão de PDI nos mesmos

leitos vasculares. Surpreendentemente, observamos um aumento também

progressivo na expressão de PDI nos mesmos vasos. Estes resultados são

indicativos de uma associação entre a expressão de PDI e a expressão de Nox1 no

desenvolvimento da hipertensão arterial.

73

Contudo, esta associação não foi visualizada em todos os leitos vasculares.

Apesar do aumento progressivo na geração de EROs, as aortas de animais SHR

não apresentaram aumento na expressão de PDI, o que sugere que a PDI não

participa da geração de EROs em todos os leitos vasculares. De fato, nossos

resultados são sugestivos de que a PDI contribui para o estresse oxidativo de vasos

envolvidos com a resistência vascular, como as artérias de pequeno calibre.

Com o objetivo de esclarecer se o aumento da PA estaria contribuindo para o

aumento da expressão de PDI, decidimos investigar o efeito da normalização da

pressão arterial sobre a expressão desta oxidoredutase. Em modelos animais, o

tratamento com anti-hipertensivos tem demonstra do uma redução na pressão

arterial média (Hale et al., 2003). Este efeito foi demonstrado em vários modelos

animais de hipertensão inclusive em animais SHR (Hale et al., 2002; Korner, Bobik

1995; Woolard et al., 2003). Assim, neste trabalho, utilizamos duas terapias

antihipertensivas para tratar os animais: i) Losartan, um antagonista de receptor para

Ang II do tipo I (AT1); e ii) Nifedipino, um bloqueador de canais para cálcio do tipo L

dependentes de voltagem; sendo que ambas reduziram a pressão arterial somente

dos animais SHR.

Embora, a geração de EROs e a expressão de Nox4 tenha diminuído em

todos os leitos vasculares após a terapia anti hipertensiva, curiosamente, somente o

tratamento com Losartan reduziu a expressão de Nox1 e PDI. Estes dados são

sugestivos de que a PDI poderia estar atuando no aumento da geração de EROs via

Nox1 durante o desenvolvimento da hipertensão arterial por mecanismos que

certamente envolvem a ativação do receptor AT1.

Estudos demonstram que a infusão crônica de Ang II em ratos aumenta a

atividade da NADPH oxidase vascular bem como a expressão da subunidade

p47phox na vasculatura renal (Adler et al., 2004). A Ang II é um importante regulador

fisiológico da pressão arterial e da função cardíaca, e seus efeitos próoxidantes,

próaterogênicos e pró-inflamatórios dependem da sua ligação ao receptor AT1

(Welch, 2008). O Losartan é um bloqueador do receptor AT1 que, além de reduzir a

pressão arterial, é conhecido por diminuir a geração de EROs. (Koprdová et al.,

2008). Além disso, este anti hipertensivo contribui para uma melhora nas alterações

estruturais da parede vascular, inibindo os efeitos de crescimento e remodelamento

promovidos pela Ang II (Hale et al., 2003; Wang et al., 2006).

74

Dados recentes do nosso grupo demonstram que in vitro, a adição exógena

de PDI na fração de membrana de CMLV de aorta de coelhos, aumenta a atividade

da NADPH oxidase. Paralelamente, a superexpressão de PDI aumenta a geração

de EROs e a expressão de Nox1 mas não atua na expressão de Nox4, sendo que

essas células deixam de responder a Ang II (Fernandes et al., 2009). Um dos

mecanismos propostos neste estudo para explicar como a PDI atuaria modulando a

geração de EROs na ausência de Ang II envolve a ativação expontânea da Nox1 via

aumento da expressão desta tiol oxidorredutase. De fato, recentemente Valente et

al. demonstraram in vitro e in vivo uma associação física entre a Nox1 e o receptor

AT1 em camundongos Sprague-Dawley, sendo que a infusão de Ang II aumentou

esta interação. Neste mesmo estudo, foi demonstrado que em CMLV da carótida

desses animais, esta interação aumenta a geração de EROs estimulando a

migração e a proliferação celular (Valente et al., 2012). Porém, é necessário

investigar esta interação em animais SHR.

Analisados em conjunto, os resultados aqui apresentados, sugerem um

envolvimento da PDI no aumento da geração de EROs pela Nox1 em resposta a

Ang II no desenvolvimento da hipertensão, fornecendo uma nova percepção a

respeito de um possível papel regulador da PDI na geração de EROs não somente

associado a Nox1 como também possivelmente relacionado a ativação do receptor

AT1.

Dessa forma, nossos resultados abrem uma nova perspectiva do estudo da

participação da PDI na modulação do receptor AT1 via Nox1, visando o

desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para o tratamento da

hipertensão arterial.

75

6 CONCLUSÕES

Cada vez mais evidências apontam para um papel importante do estresse

oxidativo no desenvolvimento da hipertensão arterial. Neste trabalho pudemos

fornecer novas informações a respeito dos mecanismos envolvidos no

desenvolvimento desta patologia, caracterizando as possíveis fontes do aumento da

geração de EROs na vasculatura, como a Nox1, bem como diferenciando alterações

importantes em arteríolas de resistência e artérias de condutância. Entendemos que

o controle eficiente do aumento da PA através de diferentes terapias

antihipertensivas em animais SHR, foi importante para inibir o aumento da geração

de EROs e de Nox4 mesmo que, curiosamente, somente o tratamento com

Losartan, antagonista de receptor AT1, tenha promovido uma diminuição na

expressão de Nox1 em animais SHR. Adicionalmente o presente estudo abre a

perspectiva da participação da PDI na modulação da geração de EROs pela Nox1 e

sua contribuição para alterações na estrutura e função vascular mediadas pela Ang

II em artérias de resistência durante o desenvolvimento da hipertensão arterial.

Neste âmbito, tais resultados figuram-se importantes e abrem uma nova frente para

investigação de um novo papel para a PDI, uma proteína com uma função primária

no enovelamento proteico no retículo endoplasmático, na regulação de um

fenômeno tão diferenciado como o aumento da geração de EROs e na disfunção

vascular associada a patologias como hipertensão arterial.

76

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