o papel do endotélio vascular na fisiologia . circulatória

Nos últimos anos, cada vez mais o endotélio vascular vem ganhando atenção nos estudos da fisiologia circulatória principalmerite no que tange à microcirculação.

Em 1980 foram dados os primeiros passos no caminho para descoberta do Fator Relaxador Derivado do Endotélio (EDRF: Endothelium Derived Relaxing Factor). Atualmente reconhecido como óxido nítrico (NO: nitric oxide), é considerado a principal substância vasoativa produzida pelo endotélio. Desde então funções das mais variadas vem sendo descobertas.

O endotélio relaciona-se com o controle do tônus vascular através das prostaglandinas e de fatores constritores. Relaciona-se com a coagulação através das prostaglandinas e o sulfato de heparan e controlando a agregação plaquetária e leucocitária produzindo leucotrienos e fator de agregação plaquetária, dentre outros.

Unitermos: Endotélio Vascular, Óxido Nítrico, Prostaglandinas

O endotélio vascular foi por muito tempo considerado apenas uma barreira passiva sem funções

fisiológicas vasculares específIcas até que Furchgot e Zawadski (apud 3,4,7), em 1980, demonstraram sua participação na dilatação vascular através da ação da acetil-colina.

Desde então diversos trabalhos vêm sendo publicados implicando o endotélio vascular em inúmeras funções específicas, como o controle do tônus vascular'!!', o controle da coagulação6 e fibrinólise locaP9, interações com a adesividade leucocitária43 e plaquetárials, dentre outras (Quadro 1).

Neste caminho foram identificadas substâncias com ações amplas ou espe­cíficas, dentre elas o fàtor de relaxamento derivado do endotélio (EDRF - En­dothelium Derived Relaxing Factor)46, prostaglandinas (POI 2 e PGE 2)37, endotelina (ETl) 14, 49, trombomodulina8 e outros que serão citados posteriormente,

Com certeza a principal substância produzida pelo endotélio vascular até agora conhecida é o EDRF devido ao seu amplo espectro de ação. O EDRF está implicado na manutenção do tônus vascular, na

agregação e adesividade plaquetária e, em parte, no controle da coagulação ll. IS.46

Fator de relaxamento derivado do endotélio - EDRF

Experimentos prévios demonstraram a necessidade da presença do endotélio para a manutenção do tônus vascular13 e para mediar o relaxamento vascular por alguns dos assim chamados "vaso­dilatadores", como a acetil-colinal5 Tais experimentos falavam a favor da exis ­tência de uma ou mais substâncias do endotélio implicadas nesta função.

Estudos mais recentes demonstraram a produção de uma substância pelo endotélio que provoca o relaxamento vascular. Esta substância foi isolada em culturas de células endoteliais e' recebeu o nome de fàtor de relaxamento derivado do endotélio (EDRF)26

Muito se fez para definir a estrutura molecular desta substância EDRF e, em estudos comparativos, chegou-se à conclusão que o óxido nítrico (NO -Nitric oxide) não apenas teria a mesma natureza química, como também as mesmas propriedades farmacológicas junto ao endotélio vascular21 ,4o,46 Desde

CIR VASC ANGIOL 12 :129-136. 1996

Luiz Roberto Felizzola Médico Cirurgião Geral, Estagiário do Serviço de Cirurgia Vascular e Angiologia

José Roberto Rossini Sobrinho Médico Cirurgião Geral, Estagiário do Serviço de Cirurgia Vascular e Angiologia

Wolfgang G. W. Zorn Responsável pelo Serviço

Bonno Van Belien Responsável pelo Serviço. Livre docente em Moléstias Vasculares Periféricas pela UNlCAMP

Trabalho realizado no Serviço de Cirurgia Vascular Periférica e Angiologia do Hospital São Joaquim da Real e Benemérita Sociedade Portuguesa de Beneficência de São Paulo,

Recebido em 23/3/96 Aprovado para publicação em 27/6/96

então o EDRF e o NO vem sendo tra­tados como uma única substância. Alguns autores referem pequenas diferenças entre ambos mas fazem a ressalva de que talvez tais diferenças sejam devidas apenas à condução do experimentolS ,

O NO é sintetizado através da ação da enzima NO-sintetase (NOS) presente no endotélio vascular, ativada pelo cálcio, sobre os átomos terminais de nitrogênio da porção guanidina da L­arginina 7,21,40.

O NO formado difunde-se rapida ­mente até as fibras musculares lisas onde se combina com o ferro da porção ativa da guanidil-ciclase, ativando-a para a produção de guanidina-monofosfato­cíclica (c-GMPY

A c-GMP estimula o relaxamento das fibras musculares lisas por mecanismos ainda pouco conhecidos. Algumas hipóteses seriam a desfosforilação das pontes de miosina 15 ou ainda por uma redução do cálcio intracelular através da hidrólise do fosfatidinositol que mobiliza o cálcio do retículo endoplasmátic046

Estudos vieram ainda a implicar o NO como o metabólito ativo que leva à

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória

vasodilatação pela nitroglicerina e outros nitratos orgânicos 7

O EDRF -NO é produzido por todos os vasos do organismo principalmente pelas pequenas artérias e arteríolas, porém as veias também o produzem, se bem que em menor quantidade4.lo.21 Embora sua ação e local de produção principal seja o endotélio vascular, outros tecidos têm a capacidade de produzi-lo, tais como o cérebro, as glândulas adrenais, as plaquetas e os macrófagos, porém com ação pouco esclarecidan

Modulação da liberação do EDRF-NO e liberação contínua

Existem vários relatos comprovando a liberação contínua do EDRF -NO pelo endotélio vascular, sendo esta liberação responsável pela manutenção do tônus vascular. TaiS relatos se baseiam na vasoconstriçã.o observada após a ret­irada do endotélio e principalmente após o bloqueio da produção de NO por substâncias arginina-simile que com­petem com a arginina pela NO-sintetase. Estas substâncias são o NG-monometil­L-arginina (L-NMMA), NG-nitro-L-ar­ginina (L-NNA), seu metil-ester (L­NAME) e o mais recente e C111CO vezes mais potente, N-iminoetil-L-omitina (L­NIO) l O. 13.15. 21.24.4\46

Efeito do fluxo e do stress na parede vescular sobre a liberação do EDRF-NO

É sabido que alterações no fluxo e viscosidade sanguínea levam a alte­rações do "stress" sobre a parede vascular e, mais especificamente, sobre o endotéli052

Recentemente alguns estudos foram conduzidos no intuito de correlacionar o " stress " sobre o endotélio com a liberaçã.o de EDRF-NO. Assim sendo, observou-se que o incremento da vis­cosidade sanguínea em 85% levou a um aumento no diâmetro das pequenas artérias da ordem de 25%, o qual pode ser inibido pelo L-NMMA, bloqueador da produçã.o do óxido nítric052 Da m-€sma fonna o fluxo foi amplamente implicado

com a produção de EDRF -NO sendo que aumentos de fluxo acima de 50% levaram a dilatação das pequenas artérias e arteríolas da ordem de 20%, fenômeno este também bloqueável pelo L-NMMA2

Tais achados também foram confinnados a nível venular28

Contrariamente, a redução do fluxo da ordem de 70% na artéria carótida comum de coelhos levou a diminuição no diâmetro de 21 %30. Tanto a dilataçã.ó quanto a constrição foram revertidas em até 6 horas após ser restituído o fluxo nOllllaI2.30 .

As alterações de diâmetro das artérias relativas ao fluxo têm valor crítico na adaptaçã.o ao desenvolvimento e às alterações fisiológicas, patológicas e induzrdas Assim sendo, o fluxo é considerado atualmente o principal modulador da liberação de EDRF-NO pelo endotélio vascular2

Esta modulaçã.o provavelmente tem importância vital nas doenças este­nosantes e obstmtivas, onde o aumento do fluxo nas artérias da circulação colateral levaria a produção aumentada de EDRF-NO e relaxamento vascular, facilitando o aporte sanguíneo pela mesma.

Hipóxia e secreção de EDRF-NO O suprimento de oxigênio é vital para

todas as células do orgal1lsmo, sendo o sistema circulatório, princrpalmente a microcirculação, o encarregado de fomecê-lo aos tecidos. Neste sentido, o sistema circula tório tem mecanismos para detectar e mlllimizar os efeitos da hipóxia3.29

Estudos recentes evidenciaram ser o endotélio o sensor da hipóxia. O re­laxamento vascular que ocorre na vigência da bipóxia tlli por muito tempo atribuído ao déficit de oxigenação da musculatura lisa dos vasos ou aos produtos do metabolismo anaeró bico dos tecidos próximos aos vasos. Porém recentemente foi comprovado que a retirada do endotélio leva a quase extinção da vasodilatação dependente da hipóxia3,29,46

Aparentemente o EDRF-NO é o prin-

Luiz Roberto Felizzola e cols.

cipal mediador deste fenômeno tendo sido demonstrada a elevação na pro­dução do mesmo durante a hipóxia e o bloqueio da vasodilatação pelos blo­queadores da produção de EDRF -NO, L­NMMA 3.29,46

Antagonicamente a hipóxia e pnn­cipalmente a reperfusão levam a pro­dução de radicais livres e a liberação de hemoglobina pela hemólise, substâncias estas que antagonizam o NO, reduzindo assim a vasodilatação esperada4 6 A própna NO-sintetase pode vir a produzir radicais livres em condições de hipóxia e baixa concentração de L-arginina7

A hipóxla promove ainda agregação plaquetária, adesão plaquetária e leu­cocitária , produção de leucotrienos e endotelina, dentre outras alterações que serão discutidas à frentel.1 7.23,31

o EDRF-NO como mediador da ação vasodilatadores

O EDRF-NO age como mediador na vasodilatação promovida por outras substâncias como a acetil-colina, ADP, ATP, bradicinina, IllS tamll1 a , serotonina, trombina, dentre outros. Tal afirmação pode ser comprovada quando a dilataçã.o esperada não é obtida após a retirada do endotélio vascular ou após o bloqueio da produção de EDRF -NO pelo L­NMMA4.19.46.53 Estes achados permitem inferir que as substâncias citadas teriam como mecanismo de ação o incremento da produção dc N04

Entretanto nem todos os vaso­dilatadores agem através do incremento na produção do EDRF O AMP, papa­vcrina, isoproterenol , nitratos orgânicos , dentre outros tem ação mantida apesar do bloqueio da produçã.o de EDRF -NO pela L_NMMA4,46 Assim sendo é inferida a possibilidade destas substâncias apresentarem ação direta sobre a mus­culatura lisa dos vasos ou ainda serem dcpendentes de outro mediador que nã.o oEDRF-NO.

Outras ações e Interações do EDRF-NO

O EDRF -NO é implicado em quase todas as hmções do endotélio vascular,

CIR VASC ANGIOL 12 : 129-136, 1996

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória

seJél por ação direta no relaxamento vascular e na resposta às alterações do fluxo ou indireta como na agregação plaquelána onde, além de agir sobre as plaquetas promove aumento da liberação de prostag landinas que são potentes antiagregantes plaquetános4.15.21. 40. 46

A própria agregação plaquetária libera ADP e serotonina , os quais estimulam a produção de EDRF -NO pelo endotélio. Igualmente a coagulação também apre­senta re lação com o EDRf<'-NO pois a t rom bina es timula a sua produ­çâ04.15.2 1.40,46

Existem ainda relações não totalmente esclarecidas como o aumento da libe­ração de EDRF-NO em baixas tem­peraturas lG ou ainda durante o uso de inibidores da enzima de conversão da ang iotensll1a2o

Interação dos hormônios com o endotélio vascular

Devido a sua situação anatômica as células endoteliais são alvos óbvios dos hormônios transportados na corren te sanguínea44

O endoté lio vascular tem ação de inativação de hormônios como ocorre cbm cerca de 60% do hormônio alrial natriurético e 20 a 50 % da norepindrma circulante em apenas uma passagem pelo endoté lio vascular. Porém existem hor­mônios que realmente agem sobre o endotélio , sendo o princ ipal deles o estrógeno 1j,44

O estrógcno é o hormônio que mais potentemente estimula a produção de EDRF-NO, estando implicado na maior liberação basal de NO vista nas mulheres em comparação aos indivíduos do sexo mascu l ino. l-lá inclusive o questio­namento se não sena esta maior pro­dução de NO o fator que protege as mu lheres da doença aterosclerótica44

Como já citado, existem outros hor­mônios com ação sobre o endotélio vascular. A norepinefrina aumenta a pro­dução de EDRF-NO e prostaglandinas por estímulo de receptores adrenérgicos alfa-2 ; a oxitocina eleva a produção de EDRF -NO por mecanismo desconhecido. Outros honnônios como a eritropoietina,

insulina, LH e GH ainda nã.o têm sua ação esclarecida, embora haja indícios de que atuem de alguma fomla sobre o endotélio vascular l5.44

Fator de hiperpolarização derivado do endotélio EDHF

O fator de hiperpolarização derivado do endotélio (EDHF - Endothelium derived hyperpolarization ütctor) é uma substância ainda não identifí cada . Sua existêncla é inferida pela hlperpolarização das células musculares lisas que ocorre após o estímul o de alguns vasodila­tadores. Esta hi perpolarização não é bloqueada pelos inibidores da produção do NO (L-NMMA) , porém pode ser inibida pela procaina , a qua l potencializa a vasocons tri ção quando associada ao L-NMMA. Tal fato feda a favor de um efeito vasod ilatador sinérgico ao NO produzido pel o EDl-{fi 9, <6.5 1. Es tudos mais dirigidos serão necessários para a­sua completa compreensão.

Importãncia das prostaglandinas derivadas do endotélio

O endoté lio vascul ar p roduz pros ­taglandinas, pnncipalmente PGE 2 e PGr 2, que promovem relaxamento vascular por mecanismo isolado da EDRF-NO, além de promover sinergismo importante na ação do EDRF-NOI9,26

A importânc ia do relaxamento vas ­cular das prostag landinas pode ser comprovada por experimen tos que associam bloqueadores do c iclo-oxi­gen ase, como a indometacina , aos bloqueadores da produção do NO (L­NMMA) obtendo vasoconstrição maior que a obtida com o uso isolado do L­NMMA 25,37

As prostaglandinas e o EDRF -NO possuem estimuladores comuns, quais sejam, a alteração do flu xo e a hipó­xia I2.2S,37 O aumento do "stress" sobre o endotélio vascular que ocorre com o incremento do fluxo sanguíneo leva ao aumento da prod ução deprostaglan­dinas em até 16 vezes o va lor basa!' no t1uxo pulsá til e oi to vezes no t1uxo contínuo 12

Estudo submetendo o endoté lio à

CIR VASC ANGIOL 12 : 129- 136, 1996

Luiz Roberto Felizzola e cols.

hipóxia mostrou incremento significativo na produção de prostaglandinas e vasodilatação dependente das PGE 2, PGI 2 e EDRF -NO, fato que não ocorreu após a retirada do endo télio. Estas obser­vações nos fazem crer que as fibras musculares li sas por si são insensíveis a alteração da pressão parcial de oxigênio sanguínea37

Após analisaml0s estes estudos, fica patente que as prostaglandinas e o EDRF-NO exercem/unção imprescindível na integração central e local da regulação hemodinâmica para a manutenção da pressão sanguínea, controlam o "stress" sobre o cndotélio vascular e otimizam a perfusão tecidual 12.37

Todavia não podemos deixar de citar que a prostaglandina (pG I 2) é o mais potente inibidor endógeno da agregação p laquelúria conhecido. Esta ação asso ­ciada ú vasodilatação provavelmente tem va lor importante durante a hlPóxia na manutenção da perviedade vascular l2.37

Vasoconstritores derivados do endotélio vascular - endotelina

Estudos vêm sendo realizados 110 intuito de identificar substftncias vaso­constritoras derivadas do endotélio vascular. Recentemente f()i comprovada ação constritora em derivados do endo­té li o como os s uperóxidos , endope­[óxidos, tromboxane A2 e principalmente a endotelina (ET 1)14.2246.50

Dentre as s ubstâ ncia s vasocons­tritoras produzidas pejo endotéllO vascular a endotelina é a mais impol1ante. O peptídeo endotelina é o vasoconstritor mais potente conhecido, possuindo meia vida maior que os vasodilatadores EDRF­NO e as prostaglandinas4.5.1 5,22,46

No processo de produção da endo­telina inicialmente é produzida a grande­endotelina (Big-endothelin: BET) ao nível do ergastop lasma e do eomplexo de Golgi. Posteriomlente a BET é estocada nos corpúsculos de Weibel -Palade e transportada para a porção apical da membrana citoplasnútica. Durante o transporte do complexo de Golgi para os corpúsculos de Weibel -Palade e para a membrana celular a BET sofre li se dando

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória

origem à endotelina. Há ainda a pos­sibilidade da transformação da BET em endotelina ao nível da membrana cito­plasmática 14.

A endotelina possui dois receptores conhecidos, o ETA e o EIE. Acredita-se que o receptor ETA esteja junto às células musculares lisas levando-o à vasoconstr lção. O receptor ETB 'en­contra-se na superficie das células do endotého e teria função vasodilatadora pelo aumento da liberação de NO e PGI 2, embora possa causar vasoconstnção em detenninados vasos como as artérias intraparenquimatosas renais22

EXIstem relatos confinnando a libe­ração contínua da endotelina pelas células endotel iais , inferindo possível ação no controle do tônus vascular6

Outros estudos relatam o aumento da produção da endotelina estimulada pela trombina, plaquetas , úcido aracdônico , altas concentrações de acetilcolina, hipóxia e inibidores da produção do NO (L-NMMA). Sua produção é minimizada com o aumento do t1uxo sanguíneo, uso de bloqm:adores dos canais de càlcio e elevaçã.o da produção de EDRF -N04. 15.46

I-Iú amda publicações mostrando um declínio na produção de EDRF -NO e aumenta a produção de endotelina nos vaso,; dc pacientes hiperlipidêmicos e ateroscleróticos, 1I1lplicando a endotelina na gênesc da hipertensão e vaso ­espasmo, além de sugeri-la como mar­cador da lesão endotelial'·1.50

Ação anticoagulante do endotélio vascular

Uma das peculiaridades mais co­nhecidas da coagulação é a propriedade de tamponar lesões do endotélio sem que o coúgulo progrida ocluindo o vaso, fato que não ocorre "in vitro" Este fenômeno se deve aos mecanismos de controle da coagulação existentes no endotého vascular e que sabidamcnte pendem para a tünçuo anticoagulante8

,

Para cxercer a anti coagulação existem dois mecanismos prll1Clpms: a produção de heparan-sulfato e outros glicos­aminoglicanos heparina-similes que aumentam a atividade da antitrombina UI ,

O OlÜro mecanismo é dependente da trombomodulina, Porém existem ainda outras substâncias como as prostaciclinas e o ativador do plasminogênio que inte­ragem no equilíbrio coagulação-anti ­coagulação-fí brinólise4.s,33.

O heparan-sulfato e as substâncias heparma-similes sã.o glicosaminoglicanos presentes na membrana das células do endotélio vascular que tem baixa ação anticoagulante quando comparadas à heparina comercial. A ação destas subs­tâncias se dá pela potencialização da ação da antitrombina III em dezenove vezes na sua atínidade pela trombina, O complexo heparansuUi:tto-antitrombina III também mativa os fittores VII, IX e X Impedindo a ativação da cascata da coagulaçã04

.35

A trombomodulina (fM) é Ullla glico­proteína da membrana celular que tlmciona como receptor com grande atínidade pela trombina", Esta substância estú presente em diversos tecidos do organismo, porém sua ação conhecida e de interesse decorre da sua presença na superficie do endotélio vascular4'.

Após ligar -se à trombina, a trom ­bomodulina forma um complexo que ativa a proteina C, vinte mil vezes mais potente que a ativação decorrente da trombina Isoladamente. A proteína C por sua vez combina -se com a proteína S junto ú supertlcie endotelial em presença de cúlcio. Este novo complexo irú inativar os fatores Va e VllIa, bloqueando a cascata de coagulaç ã os, 9.33.''' .

A alta concentração de trombomodulina presente na mlcrocirculação provavel ­mente é um fator de proteção contra a depOSIção de trombina que poderia levar a oclusão destes vasos, Outro mecamsmo pelo qual a trombomodulina evitaria a trombose da microcirculação seria por aumentar em 3 a 4 vezes a atínidade da antitrombina III pela trombime.

Existem relatos de que o complexo tromb~)modulina-trombina seria capaz de inativar a uroquinase endógena apre­sentando característica antifibrinolít ica que celtamente tem lugar no equilíbrio tísio­lóg ico da coagulação-anticoagulação­fibrinólise4.J9,41.

Pouco é sabido sobre os moduladores

Luiz Roberto Felizzola e cols.

da trombomodulina, Sabe-se que a sua produção celular é diminuída pelo Il1cre­mento do fluxo sanguíneo, pela ação das cininas que mediam o processo inf1a­matório, interleucina 1, tator de necrose tumoral e pela endotoxina da E. COli32.JW

Os estimula dores conhecidos são o AMP cíclico, o úcido retinóico e trombina33

.4'.

Também é relevante citar a ação dos inativadores da proteína C que são o alfa I antitripsina e o inativador da proteína C9

Embora o "stress" sobre o endotélio induza a uma diminuição da produção de tromb011l0dulina, () que podena ser consi­derado pró-coagulante, o mesmo causa incremento de 3 a 22 vezes nâ concentração do ativador do plasm111ogênio, fazendo com quc o endotélio passe de um estado alltitrom bótico para um estado fibri­nolítico" ,

Ação pré-coagulante do endotélio vascular

Estudos mostraram que o endoté lio vascular sadio é resistente ú trombose mesmo em condições de f1uxo zero , porém existem alterações do endotélio que podem levar a rúpida trombo se 10calo 2

Existem algumas substllnclas que, quando em contato com o endotélio vascular, desequilibram a balança coa­gulação-anticoagulação para o lado da coagulação, São elas a in[erleuc111a I, o filtor de necrose tumoral e o endotoxina da E, coli4.9,32

Estes três agentes têm a propriedade de, junto ao endotélio, induzir a pro­dução de interleucina I, fator de von Willebrand e inibi dores do plasmino- . gênio, diminuir a produçilo de prosta­glandinas e principalmente de induzir a produção de fator tissular, um potente desencadeante da cascata da coagulação e supressor da trombomodulina4

.9

Interação do endotélio vascular com a agregação plaquetária

A mteração do endotél io va,cular com a agregação plaquetúria é complexa, envolvendo por vezes mecan Ismos antagônicos, Porém é .i ustamente esta

CIR VASC ANGIOL 12 129-136,1996

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória Luiz Roberto Felizzola e cols.

complexidade de efeitos pró-coagulantes e antiagregantes que mantém o controle eficaz da hemostasia primária realizada pelas plaquetas.

O endotélio vascular sabidamente produz EDRF -NO que age sobre as plaquetas elevando a produção de AMP cíclico (cAMP) e inibindo sua agre­gação. A prostaglandina PGI 2 tem ação semelhante estimulando a produção de cAMP porém de forma mais vigorosa, sendo o mais potente antiagregante plaquetário endógeno conhe­ci do 12.15.37.40,46.51.

Antagonicamente, o endotélio vas­cular tem a capacidade de produzir fatores que incrementam a agregação e a adesividade plaquetária como o fator de von Willebrand4

,48, em resposta à ele­vação do fluxo sanguíneo", interleucina I, tromboxane A 2, endotelina, vas~­pressina e ti:ltor de agregação plaquetária (PAF)4,42

Algumas condições clínicas têm ação llllportante neste controle, como a hipóxia , que aumenta a produção de superóxidos os quais por sua vez causam maior produção de PAF e à agregação plaquetúria42 Não são de menor impor­tância, a infecção por E. coli com liberação de endotoxinas e o fator de necrose tumoral, elevando a produção de interleucina I, minimizando a liberação de prostaglandinas e aumentando a agre­gação plaquetária32

Talvez a porção mais complexa d~ste

mecanismo seja o metabolismo trans­celular que ocorre entre as plaquetas e as células endote1iais. Metabolismo transcelular é o nome dado à situação em que uma detenninada célula se utiliza de substâncias precursoras ou in­tenllediárias de outra célula para produzir um novo metabólito ativ046 Desta forma, a agregação plaquetária é responsável pela liberação de serotonina, endo­peróxidos, precursores do úcido arac­dônico e nucleotídeos de adenosina que estimulam as células endoteliais a produzir EDRF -NO e prostaglandinas, sabidos antiagregantes plaquetários 15,46

Ressalva deve ser feita ao estudo de Searle46 que descreve ação vasodila-

FATORES RELAXANTES EDRF - Fator de relaxamento derivado do endotéllo NO - Óxido nítrico EDHF - Fator hlperpolarlzante derivado do endotéllo PGI 2 e PGE 2 - Prospaglandlnas

FATORES CONSTRICTORES Endote\lna Vasopressina

FATORES ANTI-TROMBÓTICOS Anlllromblna 111 Trombomodulna Slbstãnclas heparlna-slmlles Heparan-sultato PA - Allvador do plasmlnogênlo

FATORES PRÓ-TROMSÓTlCOS Interleuclna I Fator Hssular Fator de von Willebrand PAI - Inlbidlr da ativação do plasmlnogênlo

FATORES ANTI-AGREGANTES EDRF-NO Prostaglandlnas

FATORES PRÓ-AGREGANTES Fator de von Willebrand Interleuclna I Tromboxane A 2 Vasopressina Endotellnal PAF - Fator de agregação plaquetárla

Quadro 1: Substâncias produzidas pelo endotéllo vascular.

tadora dos produtos da agregação plaquetária apenas nos vasos com endotélio íntegro, pois quando o endo­télio foi retirado ou lesado as subs­tâncias em questão induziram vaso­constrição.

Participação do endotélio vascular na adesão leucocitária

Como já vimos anteriormente, o endotélio vascular está envolvido em diversas funções as quais se inter­relacionam das mais variadas maneiras. Não poderia ser diferente no que tange à adesão leucocitária, tendo papel fun­damental no controle da mesma, princi­palmente durante a lsquemia e reper­fusão ou ainda no processo int1a­lnatóno1.17.18,36.

Em condições nom1ais o endotélio age minimizándo a adesão leucoci tária através da ação do EDRF -NO secretado continuamente, porém com mecanismo de ação desconhecid0 27.31 .42 Tal ação pode ser comprovada por estudos onde a inibição do NO pelo L-NMMA causou aumento de 15 vezes na adesão leuco­citária, o qual não ocon'eu quando a L­arginina foi administrada previamente27.

Sabe-se ainda que durante a isquemia e reperfusão ocorre a produção de substâncias no endotélio que diminuem a produção do NO ou o inativam como os superóxidos, leucotrienos , prin­cipalmente o LTB4, e pelas substâncias liberadas pelos leucócitos que estão aderidos ao endotélio. Tal fato leva ao aumento da adesão leucocitúria durante a hipóxia e reperfusão l ,18,3S.47.48

Outro fator implicado na diminuição do NO e incremento da adesividade leucocitária é a diminuição intensa do fluxo sanguíneo que geralmente acom­panha a isquemia nas doenças vas­culares perifericas27

Relatos referem a dimll1u ição da adesividade leucocitária na isquemia e reperfusão com o uso de inativadores de superóxidos como o alopurinol e a superóxldo-dismutase e ainda pelos inibidores da ciclo-oxigenase 1.17.1 8,38

O endotélio vascular por si só possue moléculas em sua superfície que esti­mulam a adesão leucocitána porém, em condições normais, estas são inibidas pelo EDRF-NO. As moléculas em ques­tão são CD 11, CD 18, ICAM 1, E­se\ectina e P-selectina 27.31 Estas mo­léculas, pnncipalmente a P-selectina,

CIR VASC ANGIOL 12: 129-136, 1996

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória Luiz Roberto Felizzola e cols.

foram relacionadas com a maior ade­sividade leucocitária nas vênulas que nas arteríolas , tendo em vista que foi encontrada menor concentração de R­selectina nos corpúsculos de Weibell­Pala de das arteríolas31.

A adesão leucocitária leva a uma reação em cadeia pois quanto mais leucócitos forem ativados e aderidos, principalmente polimorfonucleares , maior é a produção de superóxidos , leucotrienos e mediadores do processo inflamatório, perpetuando o processo. Assim sendo, não a isquemia, mas sim a adesão leucocitária tem sido implicada

THE ROLE OF THE ENDOTHELlUM IN ClRCULATORY PHYSIOLOGY

For the past 15 years , the endothelium has been increasingly seen as playing a major role in circulatory physiology, especially in the microcirculation. In 1980, the first

como principal responsável pela lesão de reperfusão e pelas alterações da permeabilidade do endotélio. Tal fato é comprovado pela menor lesão de reper­fusão vista em neutropênicos1.l8

Acredita-se atualmente que a adesão leucocitária é basicamente controlada por três fatores:

• Moléculas específicas do endotélio vascular.

• Força hidrodinâmica para o "clea­rence" do endotélio pelo fluxo san­guíneo.

• Carga eletrostática, interação do leucócito com o endotélio vascular.

studies leading to the discovery of the Endothelium-Derived Relaxing Factor (EDRF) were carried ou!. Today, EDRF is known to be nitric oxide (NO), that is regarded as the most important vasoactive agent produced by the endothelium . Recently, many other functions of the endothe!ium have been discovered. The most up-to-date studies show that the endothelium contrais the vascular tonus by producing EDRF,

prostaglandins and constricting factors; modulates coagulation by producing thrambomodulin and heparan sulphate; and controls platelet aggregation and leukocyte adhesion by producing prostaglandins , leukotr ienes and Platelet Aggregation Factor (PAF).

Keywords: Endothelium , vascular; Nitric Oxide ; Prostaglandins .

CIR VASC ANGIOL 12: 129-136,1996

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória

1. Bertuglia S, Colantuoni A Microvascular injury during ischemia and reperfusion in hamster cheek pouch. lnt J Microcirc Clin Exp, 14 (Suppl 1): 170, 1994.

2. Brownlee RD, Langille BL - Arterial adaptations to altered blood t10w. Can J Physiol Pharmacol, 69: 978-983, 1991.

3. Close LA, Bowman PS, Paul RI Reoxigenation-induced relaxion of coronary arteries a novel endothelium-dependent mechanism. CircRes,74(5) 870-881,1994.

4. Clowes AW, Kohler TR - Anatomy, physiology and pharmacology of the vascular wall. In: Moore W (ed): Vascular surgery. A comprehensive review Philadelphia,W B. Saunders company, 1993, p: 37-46.

5. Clozel M, Loft1er BM, Breu V, Hiefíger L, Maire lP, Butscha B Downregulation of endothelium receptors by autocrine production of endothelin L Am .TPhysiol, 265: C 188-192, 1993.

6. Dahlén SE, Bjork I, Hedovist P, Arjors KE, Hanunarstrom S, Lindgren IA, Samuelsson B - Leukotrienes promotes plasma leakage and leukocyte adhesion in postcapillary venules: in vivo effects with relevance to the acute int1amatory response. Proc Natl Acad Scid USA, 78 3887-3891,1981.

7. Dinerman .lL, Lowenstein Cl, Snyder SH - molecular mechanism of nitric oxide regulation potencial relevance to cardiovascular disease. Circ Res, 73(2):217-222,1993.

8. Esmon CT - The regulation of natural anticoagulant pathway Science, 235: 1348-1352,1987.

9. Esmon CT - The roles of protein C and thrombomodulin in the regulation of blood coagulation. I BiolChem264(9):4743-4746,1989.

10. Falcone FC, Meninger GA - Venular release of endothelium-derived nitric oxide (EDNO) canmodulate arterio1ar diameter in vessels isolated from

skeletal muscle of anaesthetized rats. IntJ Microcirc Clin Exp, 14(Suppll): 40, 1994.

11. Fiscus RR, Hao H, Wang W, Arden A, Diana IN - Nitroglycerin (exogenous nitric oxide) substitutes for endotheliun-derived nitric oxide in potentiating vasorelaxations and cyclic AMP elevation induced by calcitonin gene-related peptide (CGRP) in rat aorta. Neuropeptides, 26: 133-144,1994.

12. Frangos IA, Eskin SG, Mcintire LU, Ives CL - Flow effects on prostacyclin production by cultured human endothelial cells. Science 227: 1477-1479,1985.

13. Friebel M, Klotz HF, Ley K, Gaehtgens P, Pries AR - F10w­dependent regulation of arteriolar diameter in skeletal muscle in situ: role of EDRF and prostanoids. Int I Microcirc Clin Exp, 14(Suppl 1): 41, 1994.

14. Fuj imoto S, Doi Y, Sakamoto Y -Immunoelectron microscopy of Big­endothelin-l and endothelin-l in endothelial cells of human umbelical veins. Int I Microcirc Clin Exp, 14(Suppl 1): 105, 1994.

15. Furchgott RE, Vanhoutte PM -Endothelium-derived relaxing and contracting factors. FASEB J, 3: 2007-2018,1989.

16. Garcia-Villalon AL, Monge L, Fernandez N, Garcia L, Gomes B, Diegnez G Cholinergic vasodilatation mediated by nitric oxide and hyperpolarizing factor during cooling. Int I Microcirc Clin Exp, 14(suppll): 41,1994.

17. Gillespie MN, Kojima S, Owasoyo 10, Tai HH & lay M - Hipoxia provokes leukotriene-dependent neutrophil sequestration in perfused rabbit hearts. oI Pharmacol Exp Ther, 241(3): 812-816,1987.

18. Granger DN, Benoit IN, Suzuki M, Grisham ME - Leukocyte adherence to venular endothelium during ischemia-reperfusion. Am I Phisiol, 257: G683-688, 1989.

19. Gustafsson H - Vasomotion and

CIR VASC ANGIOL 12: 129-136.1996

Luiz Roberto Felizzola e cols.

underluing mechanisms in small arteries. Acta Physiol Scand, 149(Supp1614) 7-33, 1993.

20. Hecker M , Bara AT,Busse R -Relaxation of isolated coronary arteries by angiotens in-converting enzime inhibitors: role of endothelial­derived kinins. oI Vasc Res, 30: 157-262,1993.

21. Higgs EA, Moncada S, Hodson HF, Knowles RG, Lopez-oIaramillo P, Maccall T, Palmer MJ, Rodonski MW, Rees DD, Schulz R - The L -arginine nitric oxide pathway oI Cardiovasc Pharmacol17(SuppI3): S 1-9, 1991.

22. Hoffend .I, Endlich K, Steinhausen M - Etb receptor-mediated effects of endothelin-I on rat renal microvessels in vivo. Int I Microcirc Clin Exp, 14(Suppl i): 22, 1994.

23. oIaeschke H, Farhood A, Srnith W -Neutrophils contribute to ischemia­reperfusion injury in rat Iives in vivo. FASEB .I, 4: 3355-3359,1990.

24. Kajita Y, Takaysu M, Mori M, Oyama H, Susuky Y, Shibuya M, Sogita K, Hidaka H - Regional variations in the role of nitric oxide in vasomotor control of cerebral circulation. Int .I Microcirc ClinExp, 14(Suppll): 23,1994.

25. Koller A, Sun D, Kaley G - Role of shear stress and endothelial prostaglandins in flow and viscosity induced di1atation of arterioles in vitro. CircRes, 72(6): 1276-1284, 1993.

26. Koller A, Kaley G - Control of microcirculation by endothelium­derived prostaglandins and EDRF­nitric oxide. Int I Microcirc Clin Exp, 14(supp11): 168,1994.

27. Kubes P, Suzuki M, Granger N - Nitric oxide: an endogenous modulator of leukocyte adhesion. Pro c Natl Acad Sci USA, 88: 4651-4655,1991.

28. Kuo L, Arko F, Chilian WM, Davis MJ - Coronary venular responses to flow and pressure. Circ Res, 72(3): 607-615,1993.

29. Langdown A.I, Marshall .IM -Responses evoked in mesenteric microcirculation of anaesthetized rat by systemic hipoxia . .I Physiol, 23P, 1990.

o papel do endotélio vascular na fisiologia circulatória

30. Langille B L, O'Donnel F - Reductions in arterial diameter produced by chronic decreases in blood flow are endothelium -dependen t. Science, 231: 405-407, 1986.

31. Leffer AM, Ma XL - PI'v1N adherence to cat ischemic-reperfused mesenteric vascular endotheliurn under flow: role of P-selectin . .I Appl Physiol, 76(1): 33-38, 1994.

32. Libby P, Ordovas .IM, Auger KR, Robbins AU, Biriny LK, lnarello CA - Endotoxin and tumor necrosis factor induce interleukin-1 gene expression in adult human vascular endothelial cells.AmJPathol, 124: 179-185,1986.

33. Malek AM, Jackman R, Rosenberg RD, 1zumo S - Endothe1ial expression of thrombomodulin is reversibly regulated by fluid shear stress. Circ Res, 74(5): 852-860, 1994.

34. Magiafico RA, Malatino LS, Santonocito M, Spada RS, Tamburin0-Ü - Plasma endothelin-1 concentrotion in hypercho­lesterolaemia. Int .I Microcirc Clin Exp, 14(Suppl 1): 107, 1994.

35. Marcum .IA, Mckenney JB, Rosenberg RD - Acceleration of thrombin-antithrombin complex formation in rat hind quarters via heparin-like molecules bound to the endothelium. ] Clin invest, 74: 341-350,1984.

36. Marschall JM, Mian R - Effects of acute systemic hipoxia on vascular _ permeability and leukocyte adherence in the anaesthetized rat. .I Physiol, 435: 24P, 1990.

37. Messina EJ, Sun D, Koller A, Wolin MS, Kaley G - Role of endothelium­derived prostaglandins in hipoxia­e1icited arteriolar dilatation in rat skeletal muscle. Cir Res, 71(4):790-796,1992.

38. Mian R, Marshall JM - Effect of acute

systemic hipoxia on vascular permeability and leukocyte adherence in the anaesthetized rat. CardiovascRes, 27: 1531-1537, 1993.

39. Molinari A, Giorgetti C, Lansen .I, Vaghi F, Orsini G, Faioni EM, Mannucci PM - Thrombomodulin is a cofactor for thrombin degradation of recombinant single-chain uroquinase plasminogen activator "in vitro" and in a perfused rabbit heart model. Thromb Haemost, 67 (2): 226-232,1992.

40. Moncada S - The L-arginine: nitric oxide pathway. Acta Physiol Scand, 145: 201-207,1992.

41. Munk GA W, Groeneve1d E, Rijkend DC - Acceleration of thrombin inactivation of single chain urokinase-type plasminogen activator (pro-urokinase) by thrombomodulin . .I Clin 1nvest, 88: 1680-1684,1991.

42. Niu X, Smith CW, Kubes P -1ntracellular oxidative stress induced by nitric oxide synthesis inhibition increases endothelial cell adhesion to neutrophils. Circ Res, 74(6): 1133-1140,1994.

43. Palomba ML, Dittman WA -Thrombomodulin: receptor with anticoagulant function. 1nt .I Microcirc ClinExp, 14(Suppll): 167, 1994.

44. Pohl U, Kaas .I - 1nteractions of hormones with the vascular endothelium. Arznein-Forsch, 44(1): 459-461,1994.

45. Preekel MP, Leftheriotis G, Gergaud JM, Banssillon V, Saumet JL - Effect ofnitric oxide blockade on lower limit of cerebral blood flow autoregulation in anaesthetized rat. 1nt .I Microcirc ClinExp, 14(Suppll): 42,1994.

46. Searle NR, Sahab P - Endothelial vasomotor regulation in hea1th and

Luiz Roberto Felizzola e cols.

disease. Can .I Anaesth, 39(8): 838-857,1992.

47. Seiffage D, Laux V - Extravasation of macromolecules as a consequense of adhesion molecule mediated leukocyte endothelium interaction. 1nt .I Microcirc Clin Exp, 14(Suppl 1): 111,1994.

48. Seraiin S, Marchetti C, Nucci AD, Piovella F - Cultured bovine 1ymphatic and vascular endothelial cells: comparati ve immunolocalization of fibronectin, von Willebrand and P-selectin. lnt .I Microcirc ClinExp, 14(Suppll): 169, 1994.

49. Takeoka M, Sakai A, Ueda G, Kobayashi T, 1shizakit, Chang SW -Effect of endothelin-I antagonist, FR 13 9 317, on hypoxic pulmonary vasoconstriction in isolated perfused rat lung. 1nt .I Microcirc Clin Exp, 14(Suppll):29,1994.

50. Vanhoutte E - Endothelium-derived vasoactive factors. 1nt .T Microcirc ClinExp, 14(1): 42,1994.

51. Vicaut E, Baudry N - Nitric oxide independent response to acetylcholine by terminal arterioles in cremaster muscle of anaesthetized rat. 1ntJ Microcirc Clin Exp, 14(1): 42, 1994.

52. Wit C, Schiifer C, Bismarck PV, Pohl U - Viscosity-induced elevation of shear stress induces no-mediated arteriolar dilatation in the hamster microcirculation. 1nt J Microcirc Clin Exp, 14(Suppl 1):47, 1994.

53. Ziche M, Morbidelli L, ParentÍ A, Masini E, Goso C, Manzini S, Giachetti A, Granger lU, Ledda F -Postcapillary endothelial cell proliferation promoted by substance­P is mediated by NK 1 receptor and nitric oxide prodution. 1nt J Microcirc ClinExp, 14(Suppll): 37, 1994.

CIR VASC ANGIOL 12 : 129-136, 1996