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ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO NO CONTROLENEUROVEGETATIVO DA PRESSÃO ARTERIAL

REACTIVE OXYGEN SPECIES IN THE AUTONOMIC CONTROL OF THE BLOOD PRESSURE

Leonardo M Cardoso1, Débora S A Colombari2, José V Menani2, Patrícia M De Paula2,Deoclécio A Chianca-Jr3, Eduardo Colombari4*

1Doutorando. Departamento de Farmacologia. Escola Paulista de Medicina - UNIFESP. 2Docente. Departamento de Fisiologia e Patolo-gia. Faculdade de Odontologia de Araraquara - UNESP. 3 Docente. Departamento de Ciências Biológicas, Universidade Federal deOuro Preto UFOP. 4Docente. Departamentos de Fisiologia. Escola Paulista de Medicina � UNIFESP. Departamento de Fisiologia ePatologia. Faculdade de Odontologia de Araraquara - UNESPCORRESPONDÊNCIA: Eduardo Colombari, PhDDepartamento de Fisiologia. Escola Paulista de Medicina � UNIFESPRua Botucatu, 862 - CEP 04023-060. São Paulo- SP BrasilFone: (11) 5084-9554 (ramal : 34); fax (11) 5573-7820 / E-mail: [email protected]

Cardoso LM, Colombari DSA, Menani JV, De Paula PM, Chianca-Jr DA, Colombari E. Espécies reativas deoxigênio no controle neurovegetativo da pressão arterial. Medicina (Ribeirão Preto) 2006; 39 (1): 77-88.

RESUMO: Existem evidências de que a atividade neuronal pode ser modulada pelo estadoredox (balanço entre espécies químicas oxidantes e redutoras) das células, influenciando, as-sim, as diferentes funções biológicas que são controladas pelo sistema nervoso. Essa modula-ção pode ocorrer por meio de diferentes mecanismos e um deles é a modulação da transmis-são sináptica no sistema nervoso central (SNC). As descargas autonômicas que são controladaspor mecanismos localizados em diferentes áreas do SNC são fundamentais para o controle dapressão arterial. Um importante neurotransmissor que participa dos mecanismos centrais decontrole cardiovascular é o glutamato e a transmissão glutamatérgica pode ser extensamenteafetada por espécies reativas de oxigênio, oxidantes que parecem ter um importante papel emprocessos fisiológicos e patológicos. No presente artigo são apresentados os principais acha-dos experimentais que suportam a hipótese de que as espécies reativas de oxigênio podemmodular as funções cardiovasculares por produzir alterações nos mecanismos centrais de con-trole dos sistemas simpático e parassimpático. Logo, desequilíbrios na sinalização mediadapor espécies reativas de oxigênios podem contribuir para o desenvolvimento de doenças cardio-vasculares como a hipertensão.

Descritores: Espécies Reativas de Oxigênio. Glutamato. Regulação Cardiovascular. Peróxidode Hidrogênio.

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1- INTRODUÇÃO

O controle autonômico cardiovascular está sobo jugo de populações neuronais dispostas em dife-

rentes regiões encefálicas (prosencéfalo, mesencé-falo e bulbo)1,2. O bulbo abarca uma intrincada redeneuronal que recebe informações de sensores perifé-ricos acerca da pressão arterial e processa tais infor-

Medicina, Ribeirão Preto, X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR39 (1): 77-88., jan./mar. 2006 Capítulo VIII

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Medicina (Ribeirão Preto) 2006; 39 (1): 77-88, jan./mar. Espécies reativas de oxigênio no controle neurovegetativo da pressão arterialhttp://www.fmrp.usp.br/revista Cardoso LM, Colombari DSA, Menani JV, De Paula PM, Chianca-Jr DA, Colombari E

mações de forma a corrigir desvios na pressão ar-terial através de mecanismos reflexos como o baror-relfexo, os reflexos cardiopulmonares e o quimior-reflexo3. Logo abaixo da superfície dorsal do bulboestá localizado o núcleo do trato solitário (NTS), pri-meira estação sináptica para onde convergem proje-ções dos barorreceptores, quimiorreceptores periféri-cos e dos receptores cardiopulmonares4. Do NTS,essas informações podem ser enviadas para outrasáreas localizadas no próprio bulbo ou mesmo no me-sencéfalo ou prosencéfalo1. No bulbo, além do NTS,encontram-se localizados também o núcleo ambiguous(NA) e o núcleo motor dorsal do vago (NMDV),envolvidos no controle da atividade parassimpática,o bulbo caudoventrolateral (CVLM) e o bulbo rostro-ventrolateral (RVLM), ambos envolvidos no controleda atividade simpática. As informações que chegamao NTS modificam a atividade dos neurônios dessasáreas bulbares o que, em última análise, influencia aatividade autonômica para o sistema cardiovasculare promovem ajustes na pressão arterial e freqüênciacardíaca3,4. Em conjunto, as informações proces-sadas por estes núcleos modulam a intensidade dasatividades simpática e parassimpática ajustando-asmomento a momento de forma a minimizar os desviosde pressão arterial decorrentes das mudanças hemo-dinâmicas locais nos diversos leitos vasculares do or-ganismo. Esta modulação garante, a curto prazo, ní-veis de pressão sangüínea nos grandes vasos que per-mitem suprir as diferentes necessidades hemodinânicasdos sistema vascular ao mesmo tempo que evita queo conjunto de tais mudanças tenham impactos negati-vos sobre a pressão arterial. Evidências da literaturamostram que desajustes nestes sistemas contribuempara o aparecimento de doenças como a hipertensãoarterial2,5.

O glutamato, um dos neurotransmissores exci-tatórios mais abundantes no sistema nervoso central(SNC), é apontado como um importante mediadorquímico liberado nas sinapses de nervos aferentessensoriais periféricos no NTS6. O glutamato é tam-bém apontado como um dos mediadores nas proje-ções do NTS para o CVLM e NA7. Logo, compreen-der como diferentes mecanismos podem modular aliberação ou a ação do glutamato nos diferentes nú-cleos envolvidos no controle cardiovascular é de grandeimportância para o entendimento de como o SNC mo-dula a pressão arterial e como estes mecanismos po-dem contribuir para o estabelecimento de quadrospatológicos como a hipertensão.

Até a década de 80 as espécies reativas deoxigênio (ROS) eram tidas basicamente como agen-tes tóxicos capazes de produzir modificações oxidativasirreversíveis alterando o equilíbrio bioquímico celularde forma letal. Entretanto, nos últimos anos as ROSvêm ganhando um novo papel nos sistemas biológi-cos, uma vez que vários estudos têm mostrado que asROS podem atuar como mediadores químicos na co-municação intercelular. O peróxido de hidrogênio(H2O2), uma espécie reativa de oxigênio não radicalar,é capaz de modular a transmissão sináptica8/11, a ati-vidade neuronal12,13 e a plasticidade sináptica14,15. Umconsiderável número de evidências sugere que a trans-missão glutamatérgica é modulada pelas espéciesreativas de oxigênio em vários níveis, tanto pré quantopós-sinapticamente16/20. Isto indica que o estado redoxde neurônios envolvidos no controle cardiovascularpode ter uma forte influência no controle cardiovas-cular pelo sistema nervoso central e, por conseguinte,no desenvolvimento de doenças cardiovasculares.

Dados experimentais mostram que modelosgenéticos (ratos espontaneamente hipertensos � SHR)e modelos experimentais de hipertensão arterial (hi-pertensão renovascular, inibição da NOS e DOCA-sal) apresentam um aumento na biodisponibilidade deROS tanto central quanto perifericamente21/25. Estu-dos clínicos mostram que indivíduos hipertensos apre-sentam uma maior produção de H2O2 no sangue doque indivíduos normotensos26. Os autores tambémobservaram que entre os indivíduos normotensos, aque-les com histórico familiar de hipertensão apresentamuma aumentada produção de H2O2 quando compara-dos com aqueles sem histórico familiar de hiperten-são26. Surge então a questão: o aumento na produçãode ROS é uma causa ou é secundário ao aumento dapressão arterial? Estudos experimentais e clínicosapontam para uma relação causal entre produção exa-cerbada de ROS e hipertensão arterial uma vez que aadministração de anti-oxidantes parece reduzir os ní-veis de pressão arterial tanto em humanos quando emmodelos experimentais de hipertensão27/32. Entretan-to, os mecanismos pelos quais o estresse oxidativo podecontribuir para o desenvolvimento de doenças cardio-vasculares ainda não é bem compreendido.

Nesta revisão, serão discutidos alguns pontosimportantes na interação entre estado redox e contro-le neurovegetativo da pressão arterial, focando aque-les aspectos relativos à modulação da transmissãosináptica por ROS em áreas do sistema nervoso cen-tral responsáveis pelo controle cardiovascular.

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Espécies reativas de oxigênio no controle neurovegetativo da pressão arterial Medicina (Ribeirão Preto) 2006; 39 (1): 77-88, jan./mar.Cardoso LM, Colombari DSA, Menani JV, De Paula PM, Chianca-Jr DA, Colombari E http://www.fmrp.usp.br/revista

2- ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO (ROS)

2.1- Abordagem química

Considera-se como espécies reativas de oxigê-nio todas aquelas moléculas que contêm um oxigênionum estado altamente reativo, com uma alta capaci-dade oxidativa33. Figuram entre as ROS as espéciesradicalares (os radicais livres) como o superóxido(O2·-) e o radical hidroxil (HO·) e as espécies nãoradicalares, como o H2O2

33.Denomina-se radical livre toda molécula que

possui um elétron ímpar em sua órbita externa, forade seu nível orbital, gravitando em sentido oposto aosoutros elétrons (elétrons desemparelhados)33. Esteelétron livre favorece a entrada de elétrons no orbitalexterno proveniente de outras moléculas, o que tornaos radicais livres extremamente reativos, inclusive commoléculas orgânicas33. A despeito de sua meia vidacurta, em média de milésimos de segundo, os radicaislivres podem tornar-se estáveis e produzir reaçõesbiológicas lesivas33. O oxigênio molecular (O2) é umbirradical de 16 elétrons que, embora apresente umelétron não-emparelhado na última camada de cadaátomo, é estável porque estes elétrons gravitam namesma direção, impedindo o O2 de agir como radicallivre33. A entrada de energia ou de mais um elétronnesta camada leva à formação de espécies químicasaltamente oxidantes com o oxigênio singlet e o radi-cal superóxido (O2·-)33.

O H2O2, diferentemente dos radicais livres, temum número par de elétrons, não possui carga e é pe-queno o bastante para que atravesse membranas bio-lógicas com extrema rapidez13. Quando entra em con-tato com íons ferrosos (Fe2+), pode receber destesum elétron o que o torna bastante instável e o faz so-frer uma cisão liberando um ânion hidroxila (HO-) eum radical hidroxil (HO·)34. O HO· reage instantane-amente com biomoléculas ao seu redor levando amodificações oxidativas que, quando intensas edescontroladas, podem resultar em dano oxidativo gravede proteínas, lipídeos e ácidos nucléicos34.

2.2- Fontes de ROS nos sistemas biológicos

Sob circunstâncias controladas, a formação deROS se inicia pela redução incompleta do oxigêniomolecular por enzimas que incluem a xantina oxidase(converte xantinas em ácido úrico), óxido nítrico sintase(NOS), ciclooxogenase, NADPH oxidase e pelocitocromo P450 assim como por vias mitocondriais 35.

Evidências têm demonstrado que ROS podem ser for-mados em resposta à ativação de receptores de mem-brana acoplados a proteína G13,36,37,38. A geração deROS pela ativação de receptores angiotensinérgico.AT1 é um exemplo desta via a qual envolve a ativaçãodo complexo enzimático gerador de O2·- NADPHoxidase. Tal enzima tem sido extensamente estudadarecentemente devido ao seu papel na transdução desinais em vias angiotensinérgicas38/43. A enzimaNADPH oxidase é um complexo enzimático formadopelas subunidades de membrana gp91phox e p22phox,pelas subunidades citoplasmáticas p47phox, p40phox ep67phox e pelas proteínas G Rac e Rap1a44. Quandoativados, os receptores AT1 desencadeiam a fosfori-lação das subunidades p47phox, p40phox e p67phox e atroca de GDP por GTP na proteína Rac. As subunida-des citosólicas, a proteína Rac e a proteína Rap1a fun-dem-se, então, às subunidades de membrana forman-do o complexo ativo que catalisa a transferência deelétrons da molécula de NADPH2

+ para o oxigêniomolecular36,45,46,47. Esta reação produz o radical su-peróxido (O2·-) o qual pode ser dismutado a H2O2numa reação espontânea ou catalisada pela enzimasuperóxido dismutase (SOD)46 .

As mitocôndrias possuem um nível basal deprodução de ROS (em especial O2·-) que consomecerca de 2 a 4% do oxigênio destinado ao metabolis-mo oxidativo. Contudo, esta taxa de formação de ROSpode ser aumentada em resposta à ativação de re-ceptores glutamatérgicos em neurônios do SNC48,49,50.Através da enzima SODMn, uma isoenzima da SODexclusivamente presente na mitocôncria, o O2·- édismutado a H2O2. Quer seja de origem mitocondrialou extra-mitocondrial, o H2O2 formado pode, então,exercer efeitos biológicos diretamente ou através doradical hidroxil (do qual é precursor) nos sítios onde éproduzido ou nas suas vizinhanças, de forma parácrina,devido à facilidade com que entremeia pelos compar-timentos intra e extracelular13.

A produção endógena de ROS é controlada pormecanismos anti-oxidantes, compostos por enzimas edoadores de elétrons de baixo peso molecular (comoo ácido ascórbico, os α-tocoferóis e a glutationa) quelimitam a ação das ROS por eliminá-las ou reparammodificações oxidativas potencialmente danosas àcélula. A relação e características dos principais anti-oxidantes em mamíferos está sumariado na Tabela I.A Figura I esquematiza as principais vias de produçãoe degradação de ROS atendo-se aos elementos e pro-cessos iniciais que compõem tais vias.

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3- MODIFICAÇÕES OXIDATIVAS

As ROS são mais freqüentemente associadasa danos oxidativos do que à modulação de fenômenosbiológicos. As modificações oxidativas reversíveis eos danos oxidativos diferem apenas na intensidade comque os fenômenos desencadeados por ROS ocorrem,ou seja, danos oxidativos ocorrem quando há modifi-

cações oxidativas numa intensidade muito grande, deforma sustentada ao longo do tempo e que, portanto,supera a capacidade anti-oxidante celular levando aalterações funcionais e estruturais descontroladas epor vezes letais às células. Esta condição caracterizauma intoxicação por radicais livres que é comumenteconhecida por estresse oxidativo. Por outro lado,os mecanismos de sinalização por ROS envolvem fe-

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Figura 1: Principais vias de produção de espécies reativas de oxigênio associadas com os principais mecanismos de degradaçãodas mesmas. SOD: superóxido dismutase; GSH: glutationa reduzida; GSSG: glutationa oxidada; NADPH/NADP+: nicotinamidaadenina dinucleotídeo fosfato; NADH/NAD+: nicotinamida adenina dinucleotídeo.

nômenos oxidativos brandos, com aumentos transitó-rios e controlados de tais espécies13. Uma vez cessa-do o estímulo, a maquinaria anti-oxidante celular res-tabelece o estados redox original, sem a ocorrência e/ou acúmulo de danos oxidativos celulares13.

As ROS são consideradas espécies químicasmuito pequenas e simples para que sejam reconheci-das por características �estéricas� numa clássica in-teração agonista-receptor13. Logo, sua habilidade detransmitir sinais químicos estaria relacionado princi-palmente a suas propriedades reativas, ou seja, suacapacidade de reagir especificamente com grupamen-tos químicos na superfície de proteínas que possamser prontamente oxidadas por baixas concentraçõesde ROS13. Destacam-se entre tais grupamentos os

tióis (R¾SH) que, em pH fisiológico, só são pronta-mente oxidados por H2O2 (por exemplo) quando pos-suem, em proteínas, um baixo pKa, existindo na formade um ânion tiolato (R¾S-) que precisa ser estabiliza-do por aminoácidos carregados positivamente na suavizinhança13. Portanto, espera-se que poucas proteí-nas sejam afetadas por modificações oxidativas de-sencadeadas pelo H2O2

51 o que limita o número deproteínas passíveis de serem moduladas pelo estadode redox. Isto confere, portanto, seletividade aos me-canismos de sinalização por ROS.

Algumas proteínas passíveis de serem afetadaspelo estado redox foram identificadas tanto intracelu-larmente quanto na superfície celular. Exemplos deproteínas intracelulares capazes de serem moduladas

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pelo estado redox incluem as proteínas tirosina fosfa-tases (PPT) que possuem um resíduo de cisteína nosítio catalítico com um grupamento tiol que exibe umbaixo valor de pKa (4,7 a 5,4)52. Quando este resíduosofre oxidação pelo H2O2, ocorre uma inibição da en-zima13,52, o que pode acarretar em uma redução nataxa de desfosforilação de outras proteínas cujas ati-vidades são controladas pelas fosfatases. Na superfí-cie celular, exemplos de proteínas com sítios redoxsensíveis incluem os receptores glutamatérgicos iono-trópicos NMDA53. Quando este sítio é oxidado, ocor-re uma redução na atividade do receptor NMDA53,54,sugerindo que a modulação pelo estado redox, exclu-sivamente sobre este receptor, teria um efeito inibitó-rio sobre a transmissão glutamatérgica mediada porele. Recaptadores de glutamato da fenda sináptica sãoinibidos por H2O2 assumindo aqui um papel facilita-dor da transmissão glutamatérgica uma vez que au-mentam a disponibilidade de glutamato na fenda si-náptica revisado em20. Logo, o papel das ROS na mo-dulação da transmissão glutamatérgica parece ser com-plexo, dependendo de quais mecanismos (facilitado-res ou inibidores da transmissão) serão predominante-mente afetados pelo estado redox no tecido nervoso.

4- ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO NOCONTROLE CARDIOVASCULAR E NA NEU-ROTRANSMISSÃO GLUTAMATÉRGICA

A diversidade de ROS que podem ser geradasa partir do O2·-, assim como a possibilidade de intera-ção entre elas e também entre ROS e o sistemanitrérgico (NO), permite inúmeras possibilidades nocontrole da liberação, recaptação e ligação a recepto-res de neurotransmissores, bem como na interação entreneurotransmissores. Angiotensina II e glutamato sãoimportantes para o controle da pressão arterial33,55/58.Assim, conhecer como as ROS podem afetar os si-nais transmitidos por estes neurotransmissores é im-portante na compreensão de como o desequilíbrio nageração/eliminação de tais espécies químicas podecontribuir para o desenvolvimento e manutenção dedoenças cardiovasculares.

Em 1988, Pellegrini-Giampietro et al. demons-traram que a liberação de glutamato a partir de fatiasde hipocampo de rato era aumentada quando tais fati-as eram incubadas com o sistema gerador de O2·-xantina/xantina oxidase59. Alternativamente, Zoccaratoet al. (1995) demonstraram que o H2O2 produzia umainibição de longa duração na liberação de glutamato

Ca2+-dependente em sinaptossomos cérebro-corti-cais60. Em conjunto, tais achados sugerem que aprevalência na disponibilidade de O2·- ou H2O2 alter-nativamente tem efeitos opostos sobre os mecanis-mos de liberação de glutamato. Neste sentido, as ati-vidades SOD e catalase teriam um papel importantena determinação do comportamento de neurônios pré-sinápticos quanto à liberação de glutamato. SegundoCammack et al. (1991), a atividade de anti-oxidantesenzimáticos como a SOD e catalase parecem nãoserem as únicas a participarem diretamente na modu-lação da transmissão glutamatérgica. Esses autoresdemonstraram que um efluxo de ácido ascórbico éevocado pela recaptação de glutamato da fenda si-náptica supostamente por neurônios e por células gliaisin vivo61. Assumindo que este ácido ascórbico teriaefeito limitante do grau de modificações oxidativas nafenda sináptica, pode-se sugerir que este fenômenoteria a função de se opor aos efeitos das ROS sobre atransmissão glutamatérgica.

Farmacologicamente, os receptores glutamatér-gicos podem ser subdividos em três subtipos: os re-ceptores que são ativados pelo ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazilepropionico (AMPA), os re-ceptores que são ativados pelo ácido caínico (cainato)e os receptores que são ativados pelo n-metil-D-aspartato (NMDA). Pós-sinapticamente, a ativaçãode receptores ionotrópicos AMPA/cainato, e em me-nor extensão os NMDA, aumenta a permeabilidadeda zona ativa ao Ca2+ e ao Zn2+. A entrada destesíons, principalmente o Zn2+ liberado juntamente com oglutamato50, no neurônio pós-sináptico desengatilha aativação de vias mitocondriais que elevam a produçãode O2·- e, conseqüentemente, H2O2

49,50. Enquanto oO2·- permanece retido no meio intracelular, o H2O2oriundo da dismutação do O2·- pode se difundir a par-tir do ponto onde é produzido, transcendendo os limi-tes de neurônios individuais e alcançando neurôniospré-sinápticos onde teria, por exemplo, efeito inibitóriosobre a liberação adicional de glutamato mediada porCa2+ 60. Por outro lado, o H2O2 também pode inibir arecaptação de glutamato da fenda sináptica por mo-dular negativamente a atividade dos transportadoreslocalizados nas células gliais que são os principais res-ponsáveis pela finalização da transmissão glutamatér-gica na fenda sináptica20,62,63. Neste caso, este even-to pode estar associado a uma facilitação da transmis-são glutamatérgica que se opõe àqueles mecanismospré-sinápticos que inibem a liberação de glutamato. Aprevalência deste mecanismo explicaria alguns acha-

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dos que sugerem que a liberação de glutamato na fen-da sináptica desengatilha um clássico mecanismo deretroalimentação positiva uma vez que os neurôniospós-sinápticos são recrutados a produzirem mais H2O2por vias mitocondriais que se difunde, atinge célulasgliais e inibe a recaptação de glutamato18,64. Evidênci-as experimentais sugerem que este mecanismo seja oresponsável pelo fenômeno de excitotoxicidade que levaà morte neuronal observada na isquemia/reperfusão64.

A modulação da transmissão glutamatérgica porROS também pode incluir modificações (oxidação oufosforilação) de receptores NMDA ionotrópicos pós-sinápticos. Os receptores NMDA participam na neu-rotransmissão de vias reflexas importantes no contro-le da pressão arterial como o barorreflexo65/68. O H2O2,via ativação da tirosina quinase ROS-dependente69,pode aumentar o grau de fosforilação do receptor

NMDA70 o que potencializa a entrada de Ca2+ nacélula mediada pelo receptor71. Por outro lado, outrosestudos mostram que receptores NMDA possuem umsítio modulatório redox-sensível que, quando oxidado,diminui a atividade do receptor53,54. Alguns autoressugerem que a influência das ROS sobre receptoresNMDA pode ter papel importante em determinadassituações patológicas como a isquemia/reperfusão ondehá um aumento considerável na produção de tais es-pécies com conseqüente excitotoxicidade mediada peloglutamato53,54,64,72,73,74. Contudo, o efeito líquido dasROS sobre a atividade de receptores NMDA em con-dições fisiológicas parece depender de fatores aindanão bem esclarecidos. O conjunto dos principais acha-dos que mostram como as ROS podem modular aneurotansmissão glutamatérgica está esquematizadona Figura 2.

Figura 2: Principais mecanismos e vias de controle da transmissão glutamatérgica por espécies reativas de oxigênio ao nívelsináptico As ROS podem afetar a liberação de glutamato pré-sinapticamente seu efeito em neurônios pós-sinápticos e a suarecaptação por células da glia O glutamato é capaz ainda de induzir a formação de ROS por vias mitocondriais através daativação de receptores ionotrópicos AMPA e cainato (ver texto).

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A atividade simpática periférica é um impor-tante fator regulador da pressão arterial por controlara resistência vascular periférica. O aumento na ativi-dade simpática é um achado comum em algumas do-enças cardiovasculares como a insuficiência cardíacacongestiva e a hipertensão arterial5. Evidências expe-rimentais diretas e indiretas têm sugerindo que a dis-ponibilidade de ROS em neurônios de áreas cerebraisenvolvidas no controle da atividade simpática é umfator importante na manutenção/geração do tônussimpático periférico21,22,25,75,76. Estudos em ratos es-pontaneamente hipertensos (SHR) mostraram que o4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil piperidinoxil (tempol), umamolécula capaz de mimetizar a atividade SOD porcatalisar a dismutação do O2·-, produz respostas hi-potensoras quando injetado no RVLM de ratos SHR22

sugerindo que a diminuição da disponibilidade de O2·-no RVLM é capaz de reduzir o tônus simpático peri-férico. Contudo, a injeção de uma substância quemimetiza a SOD, além de diminuir a concentração in-tracelular de O2·-, também aumenta a concentraçãode H2O2. Desta forma, a abundância de H2O2 associ-ada à diminuição de O2·, faria com que os mecanis-mos inibitórios sobre a liberação de glutamato se so-brepusessem aos facilitatórios de forma a atenuar atransmissão glutamatérgica e, com isso, diminuir a ati-vidade simpática periférica quando da administraçãode tempol no RVLM77,78. A inibição da transmissãosináptica já fora documentada anteriormente em neu-rônios do hipocampo8 o que abre uma questão impor-tante acerca de qual fenômeno, excitatório ou inibitó-rio sobre o sistema cardiovascular, prevaleceria numinsulto oxidativo ao nível bulbar.

Dados de nosso laboratório têm demonstradoque a injeção de H2O2 no 4o ventrículo de ratos nãoanestesiados promove uma resposta pressora de cur-ta duração acompanhada por uma resposta bradicár-dica que pode perdurar por até 24 horas após a inje-ção dependo da dose administrada (Figura 3A). Estaresposta ao H2O2 tem características dose-dependentee o bloqueio farmacológico do sistema nervoso sim-pático ou parassimpático alternativamente inibem aresposta pressora ou bradicárdica respectivamentesugerindo que estes dois componentes do sistema ner-voso neurovegetativo são ativados simultaneamenteem resposta ao H2O2. A injeção prévia de catalaseno 4o ventrículo bloqueia completamente ambas as res-postas, pressora e bradicárdica, sugerindo que taisrespostas não são secundárias a um aumento local dapressão sobre o bulbo ou da pressão parcial de O2.

Logo, pode-se sugerir que o H2O2 teria um efeito ex-citatório sobre as áreas vizinhas ao 4o ventrículo le-vando a um aumento da atividade neuronal e uma ati-vação simpática e parassimpática. O H2O2 é uma mo-lécula extremamente difusível e, portanto, passível deafetar uma área relativamente grande a partir do pon-to onde é injetado. Assim, o H2O2 poderia atingir áre-as mais profundas no bulbo, incluindo NA, RVLM eCVLM. Contudo, acreditamos que os efeitos de umainjeção de H2O2 no 4o ventrículo dependeriam mais deáreas dorsais do bulbo, especialmente o NTS. Em ani-mais anestesiados, injeções de H2O2 nos subnúcleoscomissural (Figura 3B) e intermediário do NTS pare-cem produzir um efeito simpatoinibitório com uma que-da transitória e acentuada da pressão arterial. Essesresultados, aparentemente são contraditórios compa-rados com aqueles observados com as injeções no 4o

ventrículo, mas a anestesia pode ser responsável portal inversão da resposta da pressão arterial. Essa mes-ma diferença de respostas já foi previamente obser-vada para o glutamato na presença6 e ausência deanestesia57,58. Portanto, esses resultados reforçam ahipótese de que glutamato e ROS poderiam interagirno controle neurovegetativo da pressão arterial o quepermite diferentes possibilidades de investigações como objetivo de se compreender o papel da ROS no con-trole da pressão arterial tanto em condições fisiológi-cas quanto patológicas.

5- CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS

Cada vez mais aumentam as evidências deque as ROS podem atuar como neuromoduladores datransmissão sináptica. A transmissão mediada peloglutamato parece ser fortemente influenciada por taisespécies num intrincado mecanismo que envolve a li-beração e recaptação de neurotransmissores bemcomo a ativação/modulação de receptores e vias desegundos mensageiros pós-sinápticos. Sendo o gluta-mato um importante neurotransmissor do circuitobulbar envolvido nos reflexos de controle da pressãoarterial, o entendimento de como as ROS afetam atransmissão glutamatérgica nestas áreas pode aju-dar na compreensão de como a pressão arterial é afe-tada por tais espécies e como um desequilíbrio no es-tado redox pode levar a doenças cardiovascularescomo a hipertensão. Dentre tais espécies, o superóxi-do (O2·) e o peróxido de hidrogênio (H2O2) parecemser os principais envolvidos na sinalização mediadapor ROS.

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vras, quando em baixas concentrações e sob condi-ções controladas por anti-oxidantes, o H2O2 pode con-trolar vias de proteínas quinases, fatores de transcri-ção e canais iônicos que podem afetar a liberação,recaptação e transdução do sinal gerado pelo gluta-mato. Os resultados de nosso laboratório indicando que

injeções centrais de H2O2podem afetar tanto o sim-pático quanto parassimpá-tico estão de acordo coma hipótese de que as ROSpoderiam modificar a neu-rotransmissão bulbar. Osresultados indicam que oefeito final tanto sobre aatividade simpática quan-to sobre a atividade paras-simpática sejam excitató-rios. Contudo, ainda nãoestá claro se o efeito doH2O2 sobre a atividadesimpática é resultado deuma facilitação da libera-ção de glutamato em neu-rônios do RVLM ou se éresultado da prevalênciade mecanismos inibitóriossobre neurônios do NTSou CVLM nas vias baror-reflexas em animais nãoanestesiados. Assim, dese-quilíbrios no estado redox,como o estresse oxidativo,poderiam modificar a ati-vidade do sistema nervo-so neurovegetativo e con-tribuir para o desenvolvi-mento de doenças cardio-vasculares .

AGRADECIMENTOS

Nossos agradeci-mentos à Fundação deAmparo à Pesquisa doEstado de São Paulo(FAPESP), ao ConselhoNacional de Desenvolvi-mentos Científico e Tecno-lógico (CNPq)/PRONEX.

Figura 3 � A) efeito da injeção central de H2O

2 no sistema nervoso central em ratos

não-anestesiados (4o ventrículo) e B) em ratos anestesiados (NTS comissural); MAP: pressãoarterial média (mmHg) HR freqüência cardíaca (bpm) PAP: pressão arterial pulsátil (mmHg).

O H2O2 pode ter um papel importante nas viasde controle neural da pressão arterial uma vez quepode oxidar sítios específicos em proteínas chave quemodulam a atividade de neurônios envolvidos no con-trole, em última análise, tanto da atividade simpáticaquanto da atividade parassimpática. Em outras pala-

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Abstract: The control of the blood pressure depends on the activity of select groups of neuronspresent in the central nervous system. Evidence has demonstrated that the redox state (a balancebetween oxidizing and reducing species) is involved in the control of neuronal activity, whichsuggests that the redox state can influence the neuronal transmission within the central nervoussystem acting on the neuronal modulation of biological functions. For instance, the glutamatergictransmission may be widely affected by reactive oxygen species, oxidizing agents that have beenextensively investigated due to their involvement in physiological and pathological processes. Inthe present article, we discuss the main experimental finds that support the hypothesis thatreactive oxygen species have important role in physiological (and pathological) modulation of thecardiovascular function through alterations in the sympathetic and parasympathetic system. There-fore, reactive oxygen species can actively participate in the development of cardiovascular dis-eases like hypertension when the balance in the redox state is disrupted.

Keywords: Reactive Oxygen Species. Glutamate. Cardiovascular Regulation. HydrogenPeroxide.

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