Inflamação e Aterosclerose: Integração de Novas
Teorias e Valorização dos Novos Marcadores
Artigo de Revisão
Antonio Casella Filho
1, Renata Gomes de Araújo
1, Tatiana Gonçalves Galvão
1,
Antonio Carlos Palandri Chagas
2Instituto do Coração - InCor - HCFMUSP, São Paulo - SP
1 Pós-graduandos em Doutorado pelo Instituto do Coração - InCor-HCFMUSP; 2 Professor Livre Docente da FMUSP.
Correspondência: Prof. Dr. Antonio Carlos Palandri Chagas. Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Av. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 - CEP: 05403-000 - São Paulo - SP
Tel: (11) 3069-5352 / Fax: (11) 3069-5447 • e-mail: antonio.chagas@incor.usp.br Recebido em: 10/01/2005 • Aceito em: 17/01/2005
SUMMARY
Inflammation and Atherosclerosis: Integration of New Theories and Valorization of the New Markers Cardiovascular diseases are a result of a complex series of events that are triggered by the homeostatic unbalance caused by milieu abnormal interactions and accompanied by genetic changes. In our days, the atherosclerosis process is understood not only as a result of the accumulation of lipids on vessel walls, but also as a consequence of endothelial dysfunction, and inflammatory system activation. The associa-tion atherosclerosis-inflammaassocia-tion leads us to look for the markers involved in the inflammatory process that can predict the risk of coronary heart disease (CHD). A marker may mirror the pathophysiology underlying a disease, may predict future events, or indicate the presence of affection or impairment to an organ, in addition to assessing treatment evolution. Recent evidence has indicated that blood levels of C reactive protein (CRP) may predict future cardiovascular disease. Except for high sensitivity CRP and Interleukin-6 (IL-6), other inflammatory markers – such as intercellular adehesion molecules (ICAM-and ICAM-2), and vascular cell adhesion molecule (VCAM-1) – other cytokines – such as tumor necrosis factor α (TNF-α), “Cluster of Differentiation” 40 (CD 40) and acute phase proteins (Fibrinogen, Serum Amyloid A) – do not add higher or same predictive value when compared to the risk factors in Framingham study table for the development of cardiovascular disease. That could be explained by the fact that easily applicable, low cost laboratory exams are not yet available for the accura-te deaccura-termination of proper levels in clinical use. However, many of those biomarkers are of significant value for atheros-clerosis pathophysiology, and act as key research tools. DESCRIPTORS: Arteriosclerosis, physiopathology. Inflamma-tion. Biological markers.
RESUMO
A doença cardiovascular ocorre em conseqüência de uma série complexa de eventos que começa com desequilíbrio homeostático causado por interações anormais do ambiente com alterações genéticas. Atualmente, entende-se o processo aterosclerótico não apenas como decorrência do acúmulo de lípides nas paredes dos vasos, mas também como conse-qüência da disfunção endotelial e da ativação do sistema inflamatório. A associação da aterosclerose com inflamação nos leva a procurar marcadores envolvidos no processo inflamatório que possam predizer o risco de doença arte-rial coronariana (DAC). Um marcador pode refletir a fisiopatologia subjacente à doença, predizer eventos futu-ros, indicar a presença da afecção ou danos a um órgão, além de avaliar o progresso do tratamento. Evidência recente indica que os níveis sangüíneos da proteína C reativa (PCR) podem predizer doença cardiovascular futura. À exceção da PCR de alta sensibilidade e da Interleucina-6 (IL-Interleucina-6), outros marcadores inflamatórios, como moléculas de adesão intercelular (ICAM-1 e ICAM-2) e a molécula de adesão da célula vascular (VCAM-1), outras citocinas como o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), o “Cluster of Differentiation” 40 (CD 40) e proteínas de fase aguda (Fibrinogênio, Soro Amilóide A) não acrescentam valor preditivo maior ou igual que os fatores de risco pela Tabela de Framingham para desenvolvimento de doença cardiovascular. Tal fato pode ser justificado por não existirem ainda exames laboratoriais, de fácil aplicabilidade e baixo custo, que determinem com exatidão níveis apropriados para o uso clínico. Entretanto, muitos destes biomarcadores são importantes na fisiopatologia da aterosclerose e servem como ferramentas fundamentais para a pesquisa. DESCRITORES: Arteriosclerose, fisiopatologia. Inflamação. Marcadores biológicos.
ATEROGÊNESE E INFLAMAÇÃO
A aterosclerose, doença progressiva caracterizada pelo acúmulo de lípides e componente fibroso em grandes artérias, é a causa primária de doença arterial coronária (DAC) e acidente vascular cerebral (AVC), sendo responsável por aproximadamente 50% das mor-tes em países ocidentais1,2. Por este motivo, há grande
interesse na elucidação da etiopatogenia da aterosclerose. Há alguns anos, um desnudamento do endotélio era considerado o responsável por ocasionar a adesão plaquetária, degranulação e liberação de mediadores trombogênicos, tal como o fator de crescimento deriva-do de plaquetas (PDGF)3,4. O endotélio era
considera-do simplesmente uma barreira não-trombogênica, que permitia a difusão de substâncias e que separava o sangue do músculo liso vascular, cujo controle vascular era atribuído primordialmente ao sistema nervoso simpá-tico e a hormônios vasoativos circulantes.Atualmente, sabe-se que a formação do ateroma pode ocorrer sem descamação endotelial, mas sim na presença de uma disfunção do endotélio5,6.
A descoberta de que o endotélio sintetiza importan-tes vasodilatadores, tais como o fator relaxante derivado do endotélioe a prostaciclina, despertou enorme interes-se na função endotelial e no interes-seu papel sobre o contro-le vascular, tanto em situações fisiológicas quanto em processos patológicos, como as síndromes coronarianas agudas7,8.
O conceito clássico de aterosclerose como somente parte de uma desordem do metabolismo e da deposi-ção lipídica obteve, no passado, grande aceitadeposi-ção. Entretanto, a história natural da aterogênese estense além da dislipidemia. Além disto, a ligação da de-sordem lipídica ao envolvimento vascular durante a aterogênese e subseqüentes manifestações clínicas por si só já indicam uma fisiopatologia bem mais complexa do que mera deposição lipídica.
Recentemente, emergiu o conceito de aterosclerose como uma doença inflamatória, multifatorial, que envol-ve processos inflamatórios do início até um eenvol-vento final, como por exemplo, a rotura de uma placa ateros-clerótica. Além disto, o endotélio influencia não somente o tônus vascular, através da produção de substâncias promotoras e inibidoras do seu crescimento, bem como o balanço entre fatores pró-trombóticos e antitrombo-gênicos na interface lúmen-parede do vaso, mas tem a importante função de regular o processo inflamatório na parede deste9,10.
Sabe-se que as lesões ateroscleróticas caracteriza-das como placas surgem, na maioria dos casos, a partir da segunda década de vida, após vários anos de evolução da doença. São formadas por um núcleo acelular de lípides e substâncias necróticas, circundado pelas chamadas células espumosas (células que englo-baram grandes quantidades de lípides, correspondendo
a macrófagos) e, mais externamente, por uma capa fibrosa composta de fibras musculares lisas e tecido conjuntivo fibroso11. Pode haver ainda vasos
neofor-mados, infiltrado inflamatório linfo-histiocitário e depo-sição de cálcio no centro lipídico-necrótico, em quanti-dade variável de placa para placa e de indivíduo para indivíduo11. Trabalhos realizados nos últimos anos
de-monstraram que na fase inicial do processo aterogênico há expressão de várias moléculas de adesão na superfície de células endoteliais, sendo que estas moléculas mo-dulam a interação do endotélio vascular com os leu-cócitos e que este recrutamento de leuleu-cócitos mono-nucleares para a camada íntima dos vasos é um evento celular precoce que ocorre no ateroma em formação. Assim, após a ativação leucocitária, moléculas endote-liais, tais como as de adesão intercelular (1 e ICAM-2) e a de adesão da célula vascular (VCAM-1), começam a participar do processo de ativação inflamatória, poden-do inclusive serem utilizadas como marcapoden-doras poden-do pro-cesso inflamatório. Estas moléculas permitem adesão estável dos leucócitos e sua subseqüente passagem pela cama-da de células endoteliais12. Também, em casos de estresse
oxidativo, a modificação de lipoproteínas na parede vascular pode gerar citocinas que induzem a expressão de moléculas de adesão, incluindo a VCAM-113,14.
Os leucócitos mononucleares após entrarem no ateroma nascente, por meio de adesão às células endo-teliais e penetração na camada íntima por diapedese entre as junções intercelulares, iniciam a captação de lípides modificados, principalmente o LDL-oxidado pelas espécies reativas de oxigênio (EROS), produzido pelo estresse oxidativo, e se transformam em células espu-mosas15,16. Entretanto, este acúmulo de macrófagos
den-tro da camada íntima significa um primeiro estágio, que predispõe à progressão do ateroma e à evolução para uma placa mais fibrosa e, eventualmente, mais complicada, que pode ocasionar conseqüências clínicas. As estrias gordurosas observadas nos estágios iniciais da doença, e que traduzem o acúmulo de células espumosas, podem ser reversíveis e não causarem repercussões clínicas14.A oxidação de lipoproteínas,
como o LDL-C, constitui um fator de risco importante para inflamação no processo aterosclerótico. Tal fato pode ser comprovado em vários estudos clínicos, que evidenciaram nível significantemente elevado destas moléculas em casos de infarto agudo do miocárdio17,18.
Entre as alterações causadas pela presença de LDL-oxidado está também a produção de interleucina-1 (IL-interleucina-1), que estimula a migração e proliferação das células musculares lisas da camada média arterial. Estas, ao migrarem para a íntima, passam a produzir não só citocinas e fatores de crescimento, como também a matriz extracelular que formará parte da capa fibrosa da placa aterosclerótica madura19.
A incessante discussão sobre a iniciação da lesão aterosclerótica suscita o potencial papel das citocinas inflamatórias neste processo15.Estas proteínas mediadoras
também podem ter importante papel na regulação da expressão de fatores de crescimento por células endo-teliais e leucócitos.
Além do adelgaçamento e fraqueza da capa fibrosa da placa e do acúmulo de macrófagos e células T, uma diminuição relativa de células musculares lisas pode caracterizar a rotura da placa. Geng et al.20 e
Isner et al.21, a partir de estudos detalhados,
propuse-ram que a morte de células musculares lisas, provavel-mente por apoptose, pode contribuir com a escassez deste tipo de células nestas regiões da placa, promoven-do seu enfraquecimento, pois foi evidenciapromoven-do que na placa ateromatosa existem células musculares lisas com DNA fragmentado, o que é característico da morte celular programada (apoptose)20,21. Estudos in vitro têm
estabelecido que citocinas inflamatórias podem “dispa-rar” o programa de morte celular por apoptose em células musculares lisas vasculares humanas22.
Estes achados fornecem evidências consistentes para uma possível ligação entre a evolução do processo inflamatório com a fisiopatologia da rotura da placa, aumentando em muito a importância de se obter mar-cadores precoces deste processo.
MARCADORES INFLAMATÓRIOS COMO PREDITORES DE RISCO CARDIOVASCULAR
Os dados apresentados anteriormente mostram a ligação entre várias moléculas de expressão inflamató-ria com o processo aterosclerótico e, portanto, acenam fortemente com a possibilidade da predição de risco de eventos cardiovasculares futuros, revelando a impor-tância que os mecanismos inflamatórios assumem na determinação da vulnerabilidade da placa aterosclerótica. A melhor compreensão da fisiopatologia e o desen-volvimento de tecnologias sensíveis e específicas torna-ram cada vez mais atrativa a possibilidade de detecção precoce e monitoração das doenças cardiovasculares. Assim, o conceito dos marcadores foi introduzido nos últimos anos. Um marcador é uma variável mensurável que pode ser uma substância encontrada em uma amostra biológica disponível, tal como o sangue ou a urina, ou pode ser detectado na imagem tecidual, tal como depósitos de cálcio aórtico visualizados pela tomografia computadorizada de feixes elétricos (EBCT)23.
Um marcador pode refletir a fisiopatologia da doença, predizer eventos futuros, bem como indicar a presença da afecção ou danos a um órgão. Um marcador pode também ser medido para avaliar o progresso do trata-mento 23.
Vários dos assim chamados marcadores inflamató-rios foram estudados como preditores de eventos car-diovasculares. Entre eles encontram-se as moléculas de adesão celular (VCAM e ICAM), citocinas [fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), Cluster of Differentiation 40 (CD 40), interleucina-6 (IL-6)], as chamadas proteí-nas de fase aguda [fibrinogênio, Soro Amilóide A (SAA)
e proteína C reativa (PCR)] e a lipoproteína fosfolipase A2 (Lp-PLA2).
1) Moléculas de Adesão Celular (CAM): VCAM-1, ICAM-1
Os leucócitos circulam no sangue como células de forma livre e não aderentes, sendo que, após recebe-rem estímulos apropriados, apresentam um fenômeno de rolamento na parede vascular, aderindo-se firmemente à superfície endotelial. As moléculas de adesão celular fazem parte do recrutamento das células inflamatórias responsáveis pelo desenvolvimento do ateroma da pa-rede vascular. Em alguns estudos clínicos como o ARIC24, observou-se que nível elevado de ICAM-1 era
um preditor independente de risco futuro de evento cardiovascular, ao contrário de outra molécula de ade-são, o VCAM-1, mesmo na população saudável.
Entretanto, em pacientes com coronariopatia docu-mentada, os níveis tanto de ICAM-1 quanto de VCAM-1 são mais elevados naqueles que subseqüentemente morrem de eventos cardiovasculares25, sugerindo que,
além de haver importantes diferenças no papel biológico das moléculas de adesão na aterogênese, o valor pre-ditivo do VCAM-1 parece se limitar mais aos casos de aterosclerose avançada.
2) Citocinas: Fator de Necrose Tumoral-alfa (TNF-ααααα), Interleucina-6 (IL-6) e o Cluster of Differentiation 40 (CD40)
As citocinas inflamatórias, conhecidas como media-doras de sinais pró-inflamatórios dentro da placa ate-rosclerótica, têm sido investigadas como marcadores de risco cardiovascular. No estudo CARE, observou-se que níveis elevados de TNF-α estavam associados a eventos recorrentes coronarianos em pacientes pós-IAM26. Em relação à IL-6 por sua vez, foi observado
que os pacientes que possuíam níveis elevados desta citocina, na realidade com valores contidos nos quartis superiores, possuíam valor preditivo de risco na ocorrên-cia de eventos cardiovasculares até 2 vezes maior do que os pacientes com níveis em quartis inferiores. Observou-se que nestes pacientes os níveis séricos de IL-6 estavam aumentados, principalmente em situações como infarto do miocárdio, angina instável e mesmo em intervenções percutâneas coronarianas27, sendo por
isto considerada como bom marcador inflamatório de aterosclerose. Ela também possui a capacidade de esti-mular a produção hepática de PCR, assim como regular a expressão de outras citocinas inflamatórias como interleucina-1 (IL-1) e TNF-α28.
O CD40 é um receptor de superfície celular que pertence à família dos receptores do fator de necrose tumoral (TNF) e que, apesar de ter sido inicialmente identificado e funcionalmente caracterizado em células linfocitárias tipo B, é encontrado em outras células, entre as quais as endoteliais, desenvolvendo importante papel na regulação de respostas imunes e inflamatórias29.
3) Proteínas de Fase Aguda: Proteína C Reativa
Dos marcadores inflamatórios, os primeiros citados (moléculas de adesão celular e citocinas) não fazem parte ainda da rotina laboratorial, sendo que a PCR, por ser facilmente dosada por métodos comerciais de alta sensibilidade, parece ser claramente o melhor mar-cador de doença cardiovascular.
A utilização da PCR como marcador inflamatório de utilidade clínica, além de todas as características anteriormente expostas, também apresenta vantagens, tanto pelo seu perfil de meia vida longo, de cerca de 18 horas, como também por não ser influenciada pelo ciclo circadiano. A PCR, produzida principalmente no tecido hepático em resposta a estímulos da IL-6 e TNF-α, é a responsável pela ativação da cascata do complemento que regula, em última análise, os processos inflamatórios. Desta forma, a PCR é um marcador sen-sível, embora de baixa especificidade, de inflamação tecidual e, pela sua íntima inter-relação com a IL-6 e TNF-α, pode inclusive servir como marcador da ação destas citocinas30,31. Esta sensibilidade da PCR pôde
ser evidenciada por estudos clínicos prospectivos, que mostraram uma associação direta entre níveis elevados e aumento no risco da ocorrência de eventos cardio-vasculares, em pessoas aparentemente saudáveis, ou naquelas que apresentam fatores de risco associados, como obesidade e tabagismo32.
Já outro grande estudo clínico prospectivo33, onde
se comparou a eficácia preditiva de quatro marcadores inflamatórios (PCR, SAA, Contagem Leucocitária e Albu-mina), após os ajustes necessários, revelou que os pacientes nos quintis superiores apresentavam ODDS RATIO, isto é, probabilidade aumentada para ocorrên-cia de eventos cardiovasculares, de 2,13 vezes maior para a PCR, 1,65 para SAA, 1,12 para contagem de leucócitos e 0,67 para nível de albumina plasmática.
A Figura 1 apresenta uma comparação do risco rela-tivo de eventos cardiovasculares futuros associados aos níveis lipídicos e de fatores de risco inflamatório, onde se observa a maior especificidade do PCR34.
Existem, hoje em dia, fortes indícios que a PCR tem uma participação mais direta no processo atero-gênico por sua atuação muito próxima com as citocinas, IL-1, IL-6 e TNF-α, assim como a influência que exerce mediando a captação do LDL-oxidado pelos macrófagos e a expressão das moléculas de adesão celular35-38.
A PCR demonstrou também ser um importante mar-cador independente de doença cardiovascular no estu-do que utilizou amostra sangüínea de mulheres estu-do The Nurses’ Health Study e homens participantes do The Health Professionals Follow-up Study. O estudo investi-gou simultaneamente o papel do TNF-α e seus subtipos (TNF-α 1 e TNF-α 2), PCR e IL-6 como preditores de eventos cardiovasculares39. Entre os participantes que
não possuíam doença cardiovascular no início da análise, 239 mulheres e 265 homens apresentaram infarto
agu-do agu-do miocárdio não fatal ou agu-doença coronariana fatal durante oito anos e seis anos de seguimento, respectiva-mente. Os resultados demonstraram que níveis eleva-dos de IL-6 e a PCR (acima de 3mg/l) foram relacionaeleva-dos significativamente a risco aumentado da doença coro-nariana em ambos os sexos, e os níveis elevados de TNF-α foram significativos somente entre mulheres39.
Recentemente, a continuação do estudo ARIC40
também comprovou que o risco cardiovascular está aumentado para valores de PCR acima de 3mg/l e de Lp-PLA2 acima de 422 µg/l. Destaca-se que a Lp-PLA2 tem grande importância por ser uma lipoproteína asso-ciada à fosfolipase 2, que é uma enzima derivada de macrófagos que cataliza moléculas pró-inflamatórias do LDL-oxidado que contribuem diretamente para o processo aterogênico40.
Além disto, a PCR parece ser um fator de equilíbrio vascular, pois está implicada tanto na expressão do inibidor do ativador do plasminogênio (PAI -1), como também influencia a produção do óxido nítrico pelas células endoteliais41,42. O PAI -1 é um membro da
família dos inibidores das proteases, é derivado de diversos locais incluindo o fígado, o endotélio vascular e o tecido adiposo, tem sua importância por contribuir diretamente na trombose arterial42. Diversos estudos
ligaram anormalidades da fibrinólise ao risco aumen-tado de trombose arterial futura. Os níveis elevados de PAI-1 predizem o risco cardiovascular nos homens de meia idade43 e as concentrações de PAI-1 circulantes
elevadas predizem risco aumentado para o infarto re-corrente, em homens jovens 44.
Figura 1 - Relação entre os vários marcadores inflamatórios. Compa-ração direta do risco relativo dos eventos cardiovasculares futuros associado aos níveis lipídicos e de fatores de risco inflamatórios, no estudo WHS. Os riscos e os intervalos relativos de confiança são de 95%. IL-6: interleucina-6; TC: colesterol total; LDL-C: colesterol de lipoproteína de baixa densidade; S-ICAM-1: moléculas de adesão intercelular soluto-1; SAA: soro amilóide A sérico; Apo B: apolipoproteína B-100; HDLC: colesterol lipoproteína de alta densidade; PCR: proteína C reativa. Adaptado de Ridker et al.34.
Lipoproteína Hemocisteína IL-6 TC LDL-C S-ICAM SAA ApoB TC: HDL PCR PCR + TC:HDLC
RELEVÂNCIA CLÍNICA
Pelo fato do processo fisiopatológico da ateros-clerose envolver oxidação e inflamação, os marcadores inflamatórios assumem um papel muito importante na predição dos riscos de doenças coronarianas. Alguns marcadores, como a PCR ultra-sensível, se mostraram úteis como adjuntos aos fatores de risco tradicionais para determinação da intensidade de intervenção. À exceção da PCR de alta sensibilidade e da IL-6, os pesquisadores não conseguiram demonstrar que outros marcadores inflamatórios como moléculas de adesão celular (VCAM e ICAM), citocinas (TNF-α, CD 40) e outras proteínas de fase aguda (Fibrinogênio, Soro Ami-lóide A) acrescentam valor preditivo maior ou igual que os fatores risco de Framingham para desenvolvimen-to de doença cardiovascular. Tal fadesenvolvimen-to pode ser justifi-cado por não existirem ainda exames laboratoriais de fácil aplicabilidade e custo baixo que determinem níveis apropriados de exatidão para o uso clínico. Entretanto, muitos destes biomarcadores são importantes na fisio-patologia da aterosclerose e servem como ferramentas fundamentais de pesquisa.
Apesar de determinadas terapêuticas serem bem sucedidas na redução dos marcadores inflamatórios, ainda não podemos precisar os reais benefícios clínicos destas intervenções. Não podemos desconsiderar que os dados advindos dos estudos clínicos representam, na realidade, nossos melhores e mais confiáveis guias para uma estratégia terapêutica bem sucedida. Entretanto, na prática clínica, não devemos considerar tais mar-cadores como fator único nas decisões a serem toma-das, principalmente nos casos iniciais.
O desenvolvimento de novas tecnologias propicia o surgimento de outros marcadores que, apesar de já estarem disponíveis comercialmente, não estão sendo plenamente utilizados devido ao seu elevado custo, entre eles o Lp-PLA2.
CONCLUSÃO
Os dados provenientes dos diversos estudos clíni-cos demonstram a importância dos marcadores inflama-tórios como preditores de risco para doença cardio-vascular. A plena utilização, entretanto, é limitada pelo alto custo e dificuldade de realização técnica. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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