Fisiopatologia Da Aterosclerose – Aterosclerose Como Uma Doença

INFLAMATÓRIA

Na fase inicial, a lesão aterosclerótica é constituída pela fatty streak que consta de células espumosas que acumularam gordura, a nível da íntima arterial. Aparecem como tiras amarelas de 1-2 mm de espessura e 10 mm de comprimento (lesões tipo I-II). A lesão tipo III clássica apresenta acumulação extracelular de lípidos e pode evoluir para tipo IV (acumulação marcada de lípidos com o centro lipidico - lipid core) ou para tipo V (já com tecido fibroso). Estas placas ateroscleróticas podem

sofrer hemorragia ou trombose e então são classificadas como tipo VI (McGill e Strong, 1968; Kharbanda e MacAllister, 2005).

Neste capítulo pretende-se descrever a fisiopatologia da aterosclerose, salientando-se o papel central que tem a inflamação.

a. O Início da Aterosclerose

As descrições das lesões ateroscleróticas no homem são baseadas em estudos transversais a partir de autópsias. Por outro lado, os estudos longitudinais têm sido feitos em modelos animais, resultando sempre complicada a extrapolação dos estudos em animais para o homem. Contudo, estes modelos permitem informação precisa quanto aos estádios precoces da doença (Kharbanda e MacAllister, 2005). Inicialmente, no modelo animal, verifica-se que, após uma dieta rica em lípidos, existe uma acumulação das lipoproteínas a nível da íntima vascular. Estas lipoproteínas ligam-se aos proteoglicanos da íntima, promovendo-se uma permanência de longa duração das mesmas lipoproteínas (Camejo et al, 1998; Williams e Tabas, 1998). De acordo com Steinberg e colaboradores (1989), o colesterol para ser aterogénico deverá ser oxidado, promovendo o recrutamento dos monócitos circulantes, impedindo os macrófagos residentes de abandonarem a íntima e aumentando a formação de células espumosas (foam-cells). Além do mais, as LDL oxidadas são citotóxicas, determinando a perda da integridade do endotélio (Steinberg et al, 1989), sendo incorporadas pelos macrófagos após ligação a um receptor (Goldstein et al, 1979).

emergente (Libby, 2005). Por outro lado, a modificação do colesterol, através da oxidação ou de ataque enzimático na íntima, tem a particularidade de libertar fosfolípidos que activam as células endoteliais (Leitiger, 2003), preferencialmente nos locais de maior atrito hemodinâmico (Nakashima et al, 1998). Uma vez que nos segmentos arteriais susceptíveis à aterosclerose, os padrões hemodinâmicos típicos aumentam a expressão das moléculas de adesão e os genes inflamatórios pelas células endoteliais (Dai et al, 2004), para G. K. Hansson (2005), a agressão hemodinâmica e a acumulação de lípidos poderão iniciar o processo inflamatório na artéria. Aliás, a disfunção endotelial aumenta a adesão e a transmigração de monócitos e plaquetas, contribuindo para o início e crescimento do processo aterosclerótico (Kharbanda e MacAllister, 2005). Em modelos animais de aterosclerose, tem-se demonstrado precocemente a existência de alterações da função endotelial (Verbeuren et al, 1990; Reddick et al, 1994). As teses defendidas por Ross (disfunção endotelial) e por Steinberg (modificação prévia do LDL) serão complementares, pois ambas contribuem para o desenvolvimento do processo inflamatório aterosclerótico.

No modelo experimental, imediatamente após uma dieta aterogénica, pode observar-se a ligação de leucócitos circulantes às células endoteliais (Poole e Florey, 1958).No entanto, são as plaquetas as primeiras células a chegarem ao local de activação endotelial e a inibição da adesão plaquetária reduz a infiltração leucocitária e a aterosclerose (Massberg et

dos leucócitos sobre a superfície endotelial, seguido da sua adesão, activação e migração para o tecido subjacente (Zapolska-Downar, 2004). As moléculas de adesão mais importantes desta família são as moléculas de adesão intercelular 1 e 2 (ICAM 1 e 2), a molécula de adesão vascular 1 (VCAM 1) e a molécula de adesão endotelial plaquetária (PECAM 1) (Zapolska-Downar, 2004).As LDL oxidadas contêm lisofosfatidilcolina, que é um potente estimulador da expressão da VCAM 1 nas células endoteliais (Kume et al, 1992).O aumento da transcrição do VCAM-1 é em parte mediada pelo NF-κB (Collins e Cybulsky, 2001), sabendo-se também que certas citocinas pró-inflamatórias induzem por esta via a expressão da VCAM-1 (Libby, 2002). A expressão desta precede a adesão dos monócitos (Li et al, 1993), sendo estes e os linfócitos as células que preferencialmente aderem ao local da lesão, porque têm contra-receptores para a VCAM-1 (Hansson, 2005). Uma vez estando estas células ancoradas no endotélio, são estimuladas a migrar para o espaço subendotelial, pelas quimocinas produzidas a nível da íntima (Hansson, 2005). Outras citocinas selectivas para os linfócitos, expressas a nível do ateroma, aumentam a concentração destas células na lesão aterosclerótica (Libby, 2005). O factor estimulador da colónia dos macrófagos induz a diferenciação dos monócitos em macrófagos (sendo este passo essencial para o desenvolvimento da aterosclerose) (Smith et

al, 1995; Hansson, 2005) e está associado ao desenvolvimento de

receptores de reconhecimento-padrão, para a imunidade inata: receptores

scavenger e toll-like (Peiser et al, 2002; Janeway e Medzhitov, 2002;

partículas diferentes, com padrões moleculares tipo patogénico (Peiser et

al, 2002; Hansson, 2005). Se o colesterol oxidado não consegue ser

mobilizado para o exterior da célula em quantidades suficientes, acontece a sua acumulação, até que a própria célula (o macrófago) se transforma numa foam-cell, típica da aterosclerose. Quanto aos receptores toll-like (Janeway e Medzhitov, 2002; Hansson, 2005), também se ligam a moléculas com padrões moleculares tipo patogénico, mas, contrariamente aos primeiros, desencandeiam uma série de reacções que conduzem à activação celular. Os macrófagos têm a capacidade de secretarem citocinas e factores de crescimento, para além de proteases e radicais de azoto e oxigénio citotóxico (Lucas e Greaves, 2001; Hansson, 2005). Estando o macrófago a nível da íntima, já transformado em foam-cell, pode replicar, induzido pelo factor estimulador da colónia dos macrófagos (M-CSF) e por outros, como a IL-3 e o factor estimulador da colónia dos granulócitos (Libby, 2005). A lesão aterosclerótica inicial consiste sobretudo em macrófagos repletos de lípidos (fatty-streak), podendo ser reversível nesta fase (Libby, 2005).

b. A Evolução da Aterosclerose

Os macrófagos repletos de lípidos não vão funcionar unicamente como reservatório dos mesmos, participando activamente no processo inflamatório e contribuindo para a progressão das lesões ateroscleróticas, através da produção de mediadores pró-inflamatórios e elaboração de ROS. Esta amplificação da resposta inflamatória, que não está

(Libby, 2005). Por outro lado, uma série de células (células dentríticas e fagócitos mononucleares) apresentadoras de antigénios (lipoproteínas modificadas, agentes infecciosos como proteínas de Chlamydia) podem apresentá-los às células T (sobretudo CD4) que estão sempre presentes a nível da placa (Stemme et al, 1995; de Boer et al, 2000; Libby, 2005; Hansson, 2005). A apresentação dos antigéneos a estes linfócitos resulta na sua activação e na libertação de citocinas que, por sua vez, activam os macrófagos e outras células existentes na parede vascular, promovendo a inflamação e imunidade celular (Zapolska-Downar, 2004). A detecção de anticorpos contra as LDL oxidadas favorece o conceito de que a imunidade humoral está presente na aterosclerose (Yla-Herttuala et al, 1994; Zapolska-Downar, 2004).

Recentemente, também tem sido demonstrado o papel importante desempenhado pela interacção da CD40 com seu ligand CD40L, que amplificam a resposta das células endoteliais à inflamação e contribuem para a regulação da hemostase (Henn et al, 1994; Granger et al, 2004). Em estudos realizados in vitro, contrariamente ao que sucede nos vasos normais, verificam-se, nos vasos ateroscleróticos, interacções da CD40 com o CD40L dos linfócitos, que promovem o processo aterosclerótico: indução da expressão de moléculas de adesão e libertação de IL-1, IL-6 e IL-8. Do mesmo modo há estimulação dos macrófagos pela interacção CD40/CD40L (Zapolska-Downar, 2004).

No desenvolvimento da placa aterosclerótica também há participação das células musculares lisas, que migram da média para a íntima, sob influência do factor de crescimento derivado das plaquetas (PDGF) e que

têm ainda a capacidade de replicação (Libby, 2005). Para além da replicação, a morte destas células influencia as complicações da placa aterosclerótica. Tem sido observado em algumas placas fragmentos dos seu DNA, facto característico da apoptose (Geng e Libby, 2002; Littlewood e Bennett, 2003; Libby, 2005). Esta pode ocorrer em resposta a citocinas inflamatórias para além de haver a participação de linfócitos T (Geng e Libby, 2002; Boyle et al, 2003; Libby, 2005).

A evolução da lesão aterosclerótica acompanha-se da acumulação de MEC, sendo o PDGF e o TGF- β potentes estimuladores da produção da matriz pelas células musculares lisas (Ross, 1999; Libby, 2005). Também se verifica migração e proliferação das células endoteliais, formando-se uma microcirculação a nível da placa (Libby, 2005).Esta angiogénese é estimulada por vários factores, como os de crescimento dos fibroblastos, de crescimento das células endoteliais e de crescimento placentário (Libby, 2005). Assiste-se, deste modo, ao crescimento da placa, que pode, inclusivamente, calcificar, devido ao aumento de secreção de citocinas como as proteínas morfogenéticas do osso (Doherty et al, 2003). Atingindo a sua maturidade, a placa aterosclerótica pode permanecer estável e assintomática durante décadas, até ao aparecimento de complicações. A placa típica contém um centro lípidico ou necrótico coberto por uma camada fibrótica, constituída por células musculares lisas e MEC e, na base, apresenta macrófagos repletos de lípidos e linfócitos T (Fan e Watanabe, 2003).

c. Complicações da Aterosclerose

Apesar de num passado recente se distinguir, de modo claro, as fases evolutiva e a associada a complicações na aterosclerose, actualmente considera-se que não existem barreiras a separá-las (Libby, 2002). A placa estável é formada por um centro lípidico pequeno, coberto por uma espessa camada fibromuscular com maior quantidade de células musculares lisas e MEC (Fan e Watanabe, 2003). As placas estáveis, em termos morfológicos, estão associadas a um maior risco de estenose ou oclusão (Fan e Watanabe, 2003). A placa instável, por outro lado, apresenta um centro lipídico de grandes dimensões, coberto por uma camada fibromuscular fina, mostrando ainda, a nível da base, um grande número de células inflamatórias, macrófagos e linfócitos T, que parecem desempenhar um papel crítico na sua ruptura (Fan e Watanabe, 2003). Estas células produzem citocinas, proteases, factores de coagulação, radicais e moléculas vasoactivas, que desestabilizam as lesões, impedindo a formação de uma camada fibromuscular firme e espessa e dando início ao processo da formação do trombo (Amento et al, 1991; Galis et al, 1995; Mach et al, 1997; Matsumoto et al, 1998). Na placa estável, a camada fibrosa espessa impede o contacto da região central rica em lípidos, trombogénica, de contactar com a corrente sanguínea. Em caso de ruptura da camada fina da placa instável, surge o contacto de factores de coagulação com o factor tecidular, que é o principal estímulo pró-trombótico encontrado no centro lipídico da placa (Libby, 2002). Para que suceda a ruptura da placa, há interacção de variados factores: certas citocinas podem inibir a produção de colagéneo pelas células

musculares lisas, havendo também um aumento da expressão de dois tipos de proteases: as metaloproteinases da matriz e as proteases da cisteína (Jones et al, 2003; Liu et al, 2004). Quer as primeiras (através de citocinas, da plasmina e proteínas inibidoras), quer as segundas (através de citocinas e das cistatinas), são controladas a vários níveis (Hansson, 2005). O papel destas proteases é complexo, quer participando na formação de aneurismas, quer reduzindo mesmo o tamanho da placa (Hansson, 2005). O estudo da ruptura da placa em modelos animais poderá esclarecer qual o efeito preciso destas proteases na aterosclerose (Hansson, 2005).

Poder-se-á dizer que a inflamação tem um papel crucial na génese, progressão e aparecimento das complicações do processo aterosclerótico. A melhor compreensão dos mecanismos moleculares permitirá esclarecer melhor a patogénese e permitirá também o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais adequadas.

d. Factores Desencandeadores da Aterosclerose

Embora exista o conceito de que a inflamação é o factor central do processo aterosclerótico, temos o conhecimento, baseado em modelos animais e no homem e também em estudos epidemiológicos, da existência de inúmeros factores associados e/ou desencandeadores da doença.

i. Colesterol LDL

As LDL têm um papel importante no desenvolvimento da aterosclerose, tendo no entanto, sobretudo nos anos noventa, surgido algumas dúvidas pelo facto de vários estudos não terem mostrado que a terapêutica anti- colesterol era capaz de reduzir a morbilidade cardiovascular.

A heterogeneidade das LDL é caracterizada de acordo com as propriedades físicas das partículas (Carmena et al, 2004). Indivíduos que apresentam partículas LDL e HDL de menores dimensões e VLDL de maiores dimensões poderão ter um risco cardiovascular acrescido (Freedman et al, 1998; Lamarche et al, 2001; Carmena et al, 2004).Também um número aumentado de partículas LDL se associa a um maior risco cardiovascular (Kuller et al, 2002). Há uma clara evidência de que as LDL interagem com os proteoglicanos da íntima arterial (Camejo et al, 1998; Bóren et al, 1998). A retenção das LDL a nível da íntima é facilitada pela lipoproteína lipase (LPL), que é produzida pelos macrófagos e células musculares lisas (Yla-Herttuala et

al, 1991). As LDL intervêem nas primeiras etapas do processo

aterosclerótico, sendo a sua oxidação um passo fundamental (Steinberg et al, 1989; Steinberg, 1997; Young e McEneny, 2001; Stocker e Keany, 2004). Esta oxidação é feita a nível da parede vascular, através de radicais livres e várias enzimas oriundas dos macrófagos, células endoteliais e musculares lisas (Young e McEneny, 2001).As LDL podem ainda sofrer um ataque enzimático, com produção de partículas não oxidadas que podem induzir uma resposta inflamatória a nível das células vasculares e macrófagos (Bhadki et al, 1995; Klouche et al, 2000).

Actualmente não existem dúvidas acerca do papel na aterosclerose das LDL oxidadas, podendo-se observar na Tabela 1 os mecanismos através dos quais estas exercem a sua actividade (Fan e Watanabe, 2003).

Tabela 1. Mecanismos do Efeito Aterogénico das LDL oxidadas (Fan e Watanabe, 2003)

↑ expressão de moléculas de adesão nas células endoteliais ↑ produção de MCP-1 e efeito quimiotáctico directo ↑ Uptake de LDL oxidadas pelo receptor scavenger Activação do NKκB e AP-1

Disfunção da ET-1 e NO Activação da apoptose

Aumento da produção de metaloproteinases da matriz

ii. Colesterol HDL

As lipoproteínas HDL têm a capacidade de transportar o colesterol das células periféricas e dos tecidos para o fígado, a fim de ser excretado para o intestino através da bílis. Este processo é levado a cabo sobretudo pela apolipoproteína A-1 (Eriksson et al, 1999).O colesterol é tomado pelas partículas HDL recém produzidas (preβ1-HDL), que se transformam em partículas maiores (HDL2) e, ao serem esterificadas pela lecitina:colesterol aciltransferase, adquirem mais colesterol (HDLβ3). De acordo com este conceito, do transporte inverso do colesterol, as HDL

podem retirar colesterol da parede vascular aumentando o seu catabolismo periférico.

As HDL têm uma actividade anti-aterogénica, facto que é comprovado por vários estudos que demonstram uma relação inversa entre o risco de doença coronária e os seus níveis (Frick et al, 1990; Kinosian et al, 1994; Weverling-Rijnsburger et al, 2003). Os doentes com marcadores inflamatórios elevados e valores baixos de HDL apresentam maior disfunção endotelial e níveis mais elevados de moléculas de adesão (Spieker et al, 2003).Um dos mecanismos anti-inflamatórios das HDL é a prevenção da expressão das citocinas e moléculas de adesão (Cockerill

et al, 2001; Blakenberg et al, 2001) e, devido ao seu conteúdo em

paraoxonase-1, as HDL têm ainda actividade anti-oxidante (Durrington, 2001).

iii. Homocisteína

A homocisteína (Hci) é um aminoácido sulfúrico e um produto intermediário normal do metabolismo da metionina, sendo esta derivada sobretudo das proteínas da dieta. Quando a Hci é produzida em excesso e não retransformada em metionina ou metabolizada em cisteína é excretada pelas vias hepática e renal. Na década de 60, foram identificados doentes com alterações do metabolismo da Hci que apareciam numa idade muito jovem, com doença aterosclerótica grave (Guilliams, 2004). Nessa altura, contra a teoria dominante da época (colesterol como factor determinante da doença), McCully (1968)

Contudo, apenas na década de noventa surgiram os primeiros trabalhos a mostrar que a Hci se comporta como um factor de risco de doença coronária (Clarke et al, 1991; Stampfer et al, 1992). Uma meta-análise posterior, de 27 estudos vem confirmá-la como factor de risco cardiovascular (Boushey et al, 1995). Vários têm sido os mecanismos descritos na literatura que explicam o seu efeito pró-aterosclerótico:

stress oxidativo e diminuição de NO (Starkebaum et al, 1986; Upcurch et al, 1997; Wanby et al, 2003); proliferação das células musculares lisas e

lesão endotelial (Tsai et al, 1994; Chen et al, 2000; Li et al, 2002; Stühlinger et al, 2003); aumento da síntese do colesterol e das foam-cells (Karmin et al, 1998); aumento da adesão de leucócitos, da expressão de moléculas de adesão e da transcrição de factores nucleares (Chen et al, 2000; Li et al, 2002; Stanger et al, 2005).

A Hci é hoje considerada como um dos novos marcadores de risco cardiovascular. Ainda persistem dúvidas em relação às técnicas laboratoriais para a sua medição e se, de facto, traz alguma mais valia na avaliação de risco (Ridker e Libby, 2005b).

iv. Lipoptroteína A

A lipoproteína A, Lp(a), identificada por Berg (1963), é uma partícula circulante que consiste em fosfolípidos, colesterol e apolipoproteína B- 100, estando a apoliproteína A ligada a esta última (McIntyre e Harry, 1991; Marcovina et al, 1996). Característico da sua estrutura é a presença de numerosas cópias de uma sequência semelhante a uma porção do

também presentes em proteínas da coagulação e da fibrinólise (Koschinsky, 2004).

A Lp(a) é sintetizada no fígado e quando os seus valores ultrapassam os 30 mg /dl, o risco cardiovascular duplica, sobretudo na raça caucasiana (Kostner et al, 1981; Dahlen et al, 1986; Marcovina et al, 1986; Rotimi

et al, 1997). Numa meta-análise de 27 estudos prospectivos, com um follow-up médio de 10 anos, verificou-se que os indivíduos com Lp(a) no

tercil mais elevado mostraram um aumento de risco coronário superior em 70% ao dos indivíduos com medições no tercil inferior (Danesh et al, 2000).Ao longo da vida o seu valor mantém-se relativamente constante, contrariamente ao valor das LDL (Obisan et al, 2004). Para alguns autores, a Lp(a) é um factor de risco independente, mas não para outros que referem que apenas aumenta o risco quando associada a valores elevados de apoB ou de colesterol total (Cantin et al, 1998). Do mesmo modo, no estudo FATS (Familial Atherosclerosis Treatment Study), a Lp(a) perdeu o seu efeito preditivo com valores de colesterol LDL inferiores a 100 mg/dl (Marcovina e Koschinsky, 2003). O risco cardiovascular associado à Lp(a) poderá ser explicado pelas suas características estruturais, com semelhanças com a LDL e com o plasminogéneo (Koschinsky, 2004). Tem efeitos pró-aterogénicos (aumento das foam-cells, da calcificação, da actividade quimiotáctica dos monócitos e da expressão das moléculas de adesão) e pró-trombóticos (diminuição da actividade do plasminogéneo e do inibidor FT e aumento da actividade plaquetária e do factor inibidor do plasminogéneo) (Marcovina e Koschinsky, 2003).É retida pelos constituintes da MEC e

torna-se susceptível a modificações oxidativas e pelas enzimas lipolíticas e proteolíticas (Scanu, 2003). Fragmentos da Lp(a) estão presentes no ateroma e podem adquirir um perfil patogénico em consequência das modificações geradas pelos factores que operam no ambiente inflamatório do vaso aterosclerótico (Scanu, 2003).

v. Stress Oxidativo

O conceito de stress oxidativo foi desenvolvido por Sies (1997), referindo-o como “uma alteração do balanço entre a actividade pró- oxidante / anti-oxidante, a favor da primeira”.Sendo os sistemas biológicos capazes de mecanismos de compensação, só se pode falar em stress oxidativo quando, de um modo continuado, a formação de oxidantes é acompanhada pela perda de anti-oxidantes e/ou acumulação das formas oxidadas de anti-oxidantes (Stocker e Keany, 2004). O papel do stress oxidativo na aterosclerose é complexo, não havendo evidência para alguns que o primeiro seja causa directa da segunda (Stocker e Keany, 2004). Para estes autores, a inflamação é um processo primário na aterosclerose, sendo o stress oxidativo um processo secundário. No entanto sabe-se que as LDL para serem aterogénicas necessitam de ser oxidadas previamente, havendo quem considere o stress oxidativo como um processo desencandeante da aterosclerose (Steinberg et al, 1989; Berliner et al, 2001; Berliner e Watson, 2005; Furnkranz et al, 2005). Furnkranz e colaboradores (2005) demonstram que os fosfolípidos oxidados iniciam a expressão de quimocinas aterogénicas que conduzem

oxidados são capazes de criar novos epítotos, reconhecidos por anticorpos da imunidade inata, desencandeando deste modo uma resposta imunológica (Keany et al, 2003; Berliner e Watson, 2005). Apesar de vários factores de risco de aterosclerose, como a diabetes, a hipertensão e o tabaco, se acompanharem de stress oxidativo, não existem estudos clínicos que mostrem que os indicadores da oxidação se relacionem claramente com os factores de risco de aterosclerose (Keany et al, 2003; Stocker e Keany, 2004). Contudo, mais recentemente, o stress oxidativo tem sido implicado na patogénese da doença vascular cerebral, enfarte de miocárdio e insuficiência cardíaca congestiva (Chan, 2001; Fredrikson et

al, 2003; Byrne et al, 2003; Granger et al, 2004). R.W. Alexander (1995)

chega a propor que todos os factores de risco da aterosclerose actuariam através da produção de um excesso de stress oxidativo.

A inflamação e o stress oxidativo contribuem sem dúvida para o processo aterosclerótico. A inflamação é capaz de produzir radicais livres, por um lado, e, por outro, o stress oxidativo desencandeia uma resposta inflamatória. Deste modo os dois processos têm a capacidade de se amplificarem mutuamente, colaborando no aparecimento e desenvolvimento da doença vascular aterosclerótica.

vi. Hipertensão Arterial

A literatura médica dos últimos cinquenta anos evidencia, do ponto de vista experimental, clínico e epidemiológico, um papel de relevo da HTA na génese da aterosclerose e como factor de risco cardiovascular. Para

afirmando que a redução da mesma seria uma razoável medida a tomar para retardar o crescimento do ateroma, apesar de na altura este facto não ter ainda sido evidenciado no homem. Considerando-se a aterosclerose