UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUTOS
NATURAIS E SINTÉTICOS BIOATIVOS
MILENA RAMOS REIS
PARTICIPAÇÃO DOS CANAIS PARA POTÁSSIO NOS
EFEITOS CARDIOVASCULARES INDUZIDOS POR UM
NOVO COMPOSTO 1,3,4-OXADIAZOL
MILENA RAMOS REIS
PARTICIPAÇÃO DOS CANAIS PARA POTÁSSIO NOS
EFEITOS CARDIOVASCULARES INDUZIDOS POR UM
NOVO COMPOSTO 1,3,4-OXADIAZOL
Dissertação apresentada ao
Programa de
Pós-graduação em Produtos Naturais e
Sintéticos
Bioativos
da
Universidade
Federal da Paraíba, como parte dos requisitos
para a obtenção do título de
MESTRE EM
PRODUTOS NATURAIS E SINTÉTICOS
BIOATIVOS.
Área
de
concentração:
FARMACOLOGIA
Orientadores:
Prof. Dr. Demétrius Antônio Machado de Araújo
Prof. Drª. Darizy Flávia Silva A. de Vasconcelos
R375p Reis, Milena Ramos.
Participação dos canais para potássio nos efeitos cardiovasculares induzidos por um novo composto 1,3,4-oxadiazol / Milena Ramos Reis.- João Pessoa, 2012. 102f. : il.
Orientadores: Demétrius Antônio Machado de Araújo, Darizy Flávia Silva Amorim de Vasconcelos
Dissertação (Mestrado) – UFPB/CCJ
1. Produtos Naturais. 2. OXDINH. 3. Hipotensão. 4. Anéis mesentéricos. 5. Ação vasorelaxante. 6. Canais para K+.
MILENA RAMOS REIS
PARTICIPAÇÃO DOS CANAIS PARA POTÁSSIO NOS
EFEITOS CARDIOVASCULARES INDUZIDOS POR UM
NOVO COMPOSTO 1,3,4-OXADIAZOL
Aprovado em 16 de fevereiro de 2012
COMISSÃO EXAMINADORA
_____________________________________________
Prof
a. Dr
a. Demétrius Antônio Machado de Araújo
Orientador
____________________________________________
Prof. Dr. Petrônio Filgueiras de Athayde Filho
Examinadora Externo
____________________________________________
Prof. Dr. Reinaldo Nóbrega de Almeida
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Ao professor e orientador Demétrius, por ter me acolhido em seu destacável grupo de pesquisa; pelos frequentes ensinamentos, valiosíssimos para minha formação científica; pela alegria e entusiasmo em que guia seus alunos, sempre presente no laboratório, trazendo leveza ao ambiente de trabalho; pela atenção e incentivo constantes; enfim, pelo exemplo de pesquisador e ser humano;
À professora e co-orientadora Darizy, pela imensurável contribuição para a realização deste trabalho; pela oportunidade, confiança e paciência desde o começo; por sempre me incentivar a realizar um trabalho bem feito; por fim, por ser meu exemplo de mulher forte e determinada, indispensável para meu crescimento pessoal e profissional;
Ao prof. Petrônio Athayde-Filho e seu aluno de doutorado Cledualdo, pela substância cedida e cooperação ao longo deste trabalho;
Aos profs. Isac Medeiros e Valdir Braga, por cederem seus laboratórios para a realização de alguns experimentos;
À equipe que me ajudou na reta final de conclusão deste trabalho: Abrahão, Corrinha, George e Matheus, a ajuda de vocês foi essencial. Sem vocês eu não teria aguentado o “rojão”;
Às minhas ex-alunas de iniciação científica Jaíse e Priscilla, pela ajuda na bancada durante todo o meu mestrado, pela amizade e companheirismo, e por se envolverem com o meu trabalho como se fosse de vocês;
Aos meus colegas e amigos do Laboratório de Farmacologia Celular e Molecular: Aliny, Bruninha, Vanvan, Gláucia, Tcris, Hervé, Caio, Itácio, Juan, Marcão, Carol e Laninha, por tornarem meu dia-a-dia de trabalho mais descontraído e agradável, e por todos os ensimanentos ao longo do ano 2011;
À todas as pessoas do Laboratório Cardiovascular: Valéria, Thaís Josy, Jaci, Thyago, Fabíola, Kívia, Carminha, Nathália, Aurylene, Priscila, Leônidas, Bruna, Mônica, Emerson, Juliane, Raline, Thaís Porto, Willyan e aos profs. Robson, Islânia, Nadja e Katy, pelo acolhimento e pela contribuição científica durante esses dois anos;
Às amigas Alethéia, Melissa e Neyres, que conheci na UFPB e a amizade foi crescendo pelos bares e praias de João Pessoa. Vocês tiveram uma importante participação no meu equilíbrio emocional durante o período de execução deste trabalho;
À minha turma de mestrado, em especial: Ítalo, Jack, Paula e Juliana, pelos momentos divididos nos corredores, pelo apoio e companheirismo;
À Coordenação e funcionários do PgPNSB, pela seriedade e competência que exerce seus trabalhos. Em especial, à Carol, que executa suas atividades com serenidade e presteza, e à Mônica, sempre trazendo alegria aos meus dias;
Aos professores das disciplinas cursadas durante o mestrado, pelos conhecimentos transmitidos, pela competência, seriedade e incentivo. Em especial, aos profs. Bagnólia Araújo, Reinaldo Nóbrega e Márcia Piuvezam, pelo exemplo de didática;
Ao CNPq e a CAPES, pelo apoio técnico e suporte financeiro;
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Participação dos canais para potássio nos efeitos cardiovasculares induzidos por um novo composto 1,3,4-oxadiazol. RAMOS-REIS, M.; Dissertação de Mestrado, Programa de pós-graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos, PgPNSB/UFPB (2012)
RESUMO
Os efeitos farmacológicos de OXDINH, um derivado 1,3,4-oxadiazol obtido por síntese orgânica, sobre o sistema cardiovascular e a participação dos canais para K+ nesta resposta, foram estudados em ratos usando técnicas combinadas in vivo e in vitro. Em
anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, com endotélio funcional, OXDINH (10-10 – 10-4 M) induziu relaxamento das contrações induzidas por fenilefrina (1 µM) (pD2 = 5,33 ± 0,16, Emáx= 117,03 ± 6.49 %, n = 7) de maneira dependente de concentração e esse efeito não foi atenuado após remoção do endotélio vascular (pD2= 5,15 ± 0,09, Emáx= 108,58 ± 6.03 %, n = 6). Esses resultados sugerem que a resposta vasorelaxante induzida pela OXDINH parece ser independente do endotélio vascular. Baseado nessas observações iniciais, os experimentos subseqüentes foram realizados com preparações sem endotélio vascular. Em preparações incubadas com KCl 20 mM, um modulador do efluxo de K+, o efeito vasorelaxante induzido por OXDINH foi alterado (pD2= 4,67 ± 0,08, Emáx= 57,71 ± 1.72%, n = 5), sendo esta uma característica de substâncias que agem por ativar canais para K+. Este efeito foi corroborado após utilização de tetraetilamônio (TEA) 3 mM (Emáx= 44,26 ± 2.41%), que nesta concentração bloqueia não seletivamente os canais para K+. Além disso, o efeito vasodilatador do OXDINH foi significativamente atenuado após incubação com 4-aminopiridina 1 mM (Emáx= 61,17 ± 5,55%), glibenclamida 10 M (Emáx= 57,00 ± 4,07%), ou BaCl2 30 M (Emáx= 61,87 ± 7.52%), bloqueadores seletivos dos KV, KATP e KIR, respectivamente. Ao utilizar TEA 1 mM, que nesta concentração é mais seletivo para os BKCa, a vasodilatação também foi atenuada de modo significante (Emáx= 47,31 ± 5.75%), sugerindo a participação destes canais neste efeito. Adicionalmente, quando OXDINH (10-5 e 10-4M) foi incubado em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+, as contrações induzidas por CaCl2 não foram alteradas. Porém, estas contrações foram significativamente atenuadas, de maneira dependente de concentração, quando OXDINH (10-4M) foi incubado em solução fisiológica nominalmente sem Ca2+ e na presença de fenilefrina (10µM). Em ratos normotensos não anestesiados, OXDINH (1; 5 e 10 mg.kg-1 i.v., randomicamente) produziu uma hipotensão acompanhada por taquicardia. Interessantemente, na maior dose administrada (30 mg.kg-1) de OXDINH, a resposta foi pressora e taquicárdica, provavelmente por um efeito direto do composto no coração. Em conclusão, esses resultados sugerem que os efeitos biológicos induzidos por OXDINH parecem envolver diretamente a participação de canais para K+, provavelmente pela repolarização/hiperpolarização da membrana e, consequente fechamento dos Cav, impedindo o influxo de Ca2+ através desses canais.
Participation of potassium channels in cardiovascular effects induced by a novel compound 1,3,4-oxadiazole. RAMOS, M. M.; Dissertação de Mestrado, Programa de pós-graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos, PgPNSB/UFPB (2012)
ABSTRACT
It was observed the pharmacological effects of OXDINH, a 1,3,4-oxadiazole derivative obtained by organic synthesis, on the cardiovascular system and the involvement of K+ channels in this response, were studied in rats using techniques combined in vivo and in vitro. In the superior mesenteric artery rings isolated from rats with functional
endothelium, OXDINH (10-10 - 10-4 M) induced relaxation of contractions induced by phenylephrine (1 µM) (pD2 = 5.33 ± 0.16, Emax = 117.03 ± 6.49%, n = 7) concentration dependent manner and this effect was not attenuated after removal of the vascular endothelium (pD2 = 5.15 ± 0.09; Emáx = 108.58 ± 6.03%, n = 6). These results suggest that the response induced by vasorelaxant OXDINH seems to be independent of the vascular endothelium. Based on these initial observations, the subsequent experiments were performed with preparations without endothelium. In the preparations incubated with KCl 20mM, a modulator of the efflux of K+, the vasorelaxant effect induced OXDINH was changed (pD2 = 4.67 ± 0.08; Emáx = 57.71 ± 1.72%, n = 5), which is a characteristic of substances that act by activating K+ channels. This effect was corroborated after the use of tetraethylammonium (TEA) 3 mM (Emáx = 44.26 ± 2.41%) that this concentration does not selectively block K+ channels. In addition, the vasodilating effect OXDINH was significantly attenuated after incubation with 4-aminopyridine (1 mM) (Emáx = 61.17 ± 5.55%), glibenclamide (10 µM) (Emáx = 57.00 ± 4.07%), or BaCl2 (30 µM) (Emáx = 61.87 ± 7.52%), selective blockers of KV, KATP and KIR, respectively. By using TEA (1 mM), which at this concentration is more selective for the BKCa, vasodilatation was also found to be significantly attenuated (Emáx = 47.31 ± 5.75%), suggesting the involvement of these channels in this effect. Additionally, when OXDINH (10-5 and 10-4 M) was incubated in depolarizing medium nominally without Ca2+, CaCl2 induced contractions were not changed. However, these contractions were significantly attenuated concentration dependent manner when OXDINH (10-4 M) was incubated in saline without Ca2+ and nominally in the presence of phenylephrine (10 M). In non-anesthetized normotensive rats, OXDINH (1, 5 and 10 mg.kg-1 iv, randomly) produced hypotension accompanied by tachycardia. Interestingly, the highest dose (30 mg.kg-1) of OXDINH, the pressor and tachycardic response was, probably by a direct effect of the compound in the heart. In conclusion, these results suggest that the biological effects induced by OXDINH seem to directly involve the participation of K+ channels, probably by repolarization / hyperpolarization of the membrane and consequent closure of Cav, preventing the influx of Ca2+ through these channels.
LISTA DE ABREVIATURAS
ACh acetilcolina
ANOVA análise de variância b.p.m. batimentos por minuto
[Ca2+]i concentração de cálcio intracelular CMLV célula muscular lisa vascular CE50 concentração efetiva 50% DCV doenças cardiovasculares DMSO dimetil sulfóxido
Emáx efeito máximo e.p.m. erro padrão da média FC freqüência cardíaca FEN fenilefrina
GLIB glibenclamida
IP3 trisfosfato de inositol i.p. intra-peritoneal i.v. intra-venoso
KCa canais para K+ sensíveis ao Ca2+ MLV músculo liso vascular
n número de experimentos pD2 - LogCE50
PA pressão arterial
PAD pressão arterial diastólica PAM pressão arterial média PAS pressão arterial sistólica TEA tetraetilamônio
Observação: As abreviaturas e símbolos utilizados neste trabalho e que não constam
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Isômeros de oxadiazol ... 29 Figura 2 – Estrutura química do OXDINH ... 31 Figura 3 – Sistema de cubas e aquisição de dados de tensão isométrica para órgão isolado ... 41 Figura 4 – Representação esquemática da verificação da viabilidade do órgão e da integridade do endotélio vascular ... 42 Figura 5 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de concentrações crescentes de OXDINH (10-10 – 10-4 M) em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, pré-contraídos com FEN (1 µM) ... 43 Figura 6 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de concentrações crescentes de OXDINH (10-10 – 10-4
M, ambos) em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, sobre o tônus vascular intrínseco.. ... 44 Figura 7 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação dos canais para K+ no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).. ... 46 Figura 8 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do Kv no efeito induzido por OXDINH em anéis de
artéria mesentérica superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM). ... 47 Figura 9 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do KATP no efeito induzido por OXDINH em anéis
de artéria mesentérica superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM). ... 48 Figura 10 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do KIR no efeito induzido por OXDINH em anéis de
artéria mesentérica superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM) ... 49 Figura 11 – Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do BKCa no efeito induzido por OXDINH em anéis
Figura 12 - Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato sem endotélio funcional, pré-contraídos com solução
despolarizante (KCl 60 mM) ... 51
Figura 13 - Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação do efeito do OXDINH (10-5 e 10-4 M) sobre as contrações induzidas por concentrações cumulativas de CaCl2 (10-6 – 3 x 10-2 M) em meio despolarizante (KCl 60 mM) nominalmente sem Ca2+ ou de CaCl2 (10-4 – 3 x 10-2 M) em Tyrode nominalmente sem Ca2+ na presença de FEN (10 µM) ... 52
Figura 14 - Representação esquemática dos vasos onde foram implantados os cateteres para o registro dos parâmetros cardiovasculares e administração de drogas ... 53
Figura 15 - Aparato utilizado para as medidas de PAM e FC em ratos.. ... 54
Figura 16 - Representação esquemática do protocolo experimental para a administração de doses crescentes de OXDINH (1, 5, 10, 30 mg/kg) em ratos normotensos não-anestesiados (n = 5).. ... 55
Figura 17 - Efeito vasorrelaxante induzido por OXDINH. ... 58
Figura 18 - Efeito de OXDINH sobre o tônus intrínseco. ... 59
Figura 19 - Influência dos canais para K+ no relaxamento induzido por OXDINH ... 60
Figura 20 - Influência de TEA (3 mM), um bloqueador não-específico dos canais para K+ nos efeitos vasculares induzidos por OXDINH ... 61
Figura 21 - Influência dos BKCa no efeito vasodilatador induzido por OXDINH ... 62
Figura 22 - Influência dos KV no efeito vasodilatador induzido por OXDINH ... 63
Figura 23 - Influência dos KATP no efeito vasodilatador induzido por OXDINH ... 64
Figura 24 - Influência dos KIR no efeito vasodilatador induzido por OXDINH ... 65
Figura 25 - Efeito de OXDINH sobre anéis pré-contraídos com KCl 60 mM ... 67
Figura 26 - Influência de OXDINH sobre o influxo de Ca2+ de anéis mesentéricos de ratos ... 68
Figura 28 - Traçado original de um animal representativo, mostrando o efeito da administração aguda (i.v.) de OXDINH sobre a PAM e FC em ratos normotensos não anestesiados ... 70 Figura 29 - Efeitos do OXDINH sobre: (A) a pressão arterial média (PAM, mmHg) e (B) frequência cardíaca (FC, bpm) em ratos normotensos
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição da solução de Tyrode. ... 37 Tabela 2 - Composição da solução de Tyrode, nominalmente sem Ca2+. ... 37
Tabela 3 - Composição da solução de Tyrode despolarizante com KCl 20mM .... 37 Tabela 4 - Composição da solução de Tyrode despolarizante com KCl 60mM .... 38 Tabela 5 - Composição da solução de Tyrode despolarizante com KCl 60Mm, nominalmente sem Ca2+ ... 38 Tabela 6 - Valores de pD2 e Emáx para OXDINH em anéis de artéria
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO... 23
1.1 Considerações sobre sistema cardiovascular... 23
1.2 Mecanismo de contração da célula muscular lisa... 24
1.3 Canais iônicos e regulação do tônus vascular... 24
1.4 Considerações sobre doenças cardiovasculares... 26
1.5 Considerações sobre produtos sintéticos bioativos... 28
1.6 Derivados 1,3,4-oxadiazóis... 29
2 OBJETIVOS... 30
2.1 Geral... 31
2.2 Específicos... 33
3 MATERIAIS... 34
3.1 Animais... 35
3.2 Drogas utilizadas... 35
3.3 Obtenção e preparação da droga teste... 36
3.4 Soluções fisiológicas... 36
3.5 Cateteres vasculares... 38
4 MÉTODOS... 39
4.1 Ensaios farmacológicos in vitro... 40
4.1.1 Preparação de anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato...... 40
4.1.2 Protocolos experimentais para estudos com anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato... 41
4.1.3 Avaliação do efeito de OXDINH em anéis pré-contraídos com FEN (1 µM)... 42
vasorelaxante induzida por OXDINH... 45
4.1.6 Avaliação da participação de canais para K+ sensíveis à voltagem-Kv na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH... 46
4.1.7 Avaliação da participação de canais para K+ sensíveis ao ATP-KATP na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH... 47
4.1.8 Avaliação da participação de canais para K+ retificadores de entrada-KIR na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH... 48
4.1.9 Avaliação da participação de canais para K+ de grande condutância sensível ao cálcio – BKCa na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH... 49
4.1.10 Avaliação do efeito de OXDINH em anéis pré-contraídos com solução despolarizante KCl 60 mM... 50
4.1.11 Avaliação do efeito do OXDINH sobre as contrações induzidas por CaCl2 em meio nominalmente sem Ca2+... 51
4.2 Ensaios farmacológicos in vivo... 53
4.2.1 Implantação dos cateteres vasculares... 53
4.2.2 Avaliação do efeito da administração aguda de OXDINH sobre a pressão arterial média (PAM) e a frequência cardíaca (FC) em ratos normotensos não-anestesiados... 54
4.3 Análise estatística... 56
5 RESULTADOS... 58
5.1 Ensaios farmacológicos in vitro... 58
5.1.1 Efeitos farmacológicos induzidos por OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de ratos... 58
Efeito vasorrelaxante induzido por OXDINH em anéis mesentéricos... 58
Efeito induzido por OXDINH sobre o tônus intrínseco vascular... 59
Influência dos canais para K+ na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH... 60
Avaliação da participação dos canais BKCa na resposta
vasorelaxante induzida por OXDINH... 62 Influência dos canais KV na resposta vasorelaxante induzida
por OXDINH... 63
Influência dos canais KATP na resposta vasorelaxante
induzida por OXDINH... 64 Influência dos canais KIR na resposta vasorelaxante
induzida por OXDINH... 65 Efeito do OXDINH sobre anéis pré-contraídos com KCl 60 mM... 67 Influência de OXDINH sobre o influxo de Ca2+, em meio
despolarizante e nominalmente sem Ca2+....... 68 Influência de OXDINH sobre o influxo de Ca2+ em anéis
estimulados com agonista 1-adrenérgico, em meio
nominalmente sem Ca2+ e pré-incubados com FEN (10 µM) 69 5.2 Ensaios farmacológicos in vivo... 70
5.2.1 Efeito de OXDINH sobre a pressão arterial média (PAM, mmHg) e frequência cardíaca (FC, bpm) em ratos
normotensos não-anestesiados...
70
6 DISCUSSÃO... 73
7 CONCLUSÕES... 82
8 PERSPECTIVAS... 84
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1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações sobre o sistema cardiovascular
A regulação da pressão arterial (PA) é uma das funções fisiológicas mais complexas, que depende da ação integrada dos sistemas cardiovascular, renal, endócrino e neural (CAMPAGNOLE-SANTOS; HAIBARA, 2001). O sistema cardiovascular contribui de maneira fundamental para a manutenção da homeostasia do organismo, pois fornece o fluxo sanguíneo para os tecidos e órgãos periféricos, sendo o principal responsável pela regulação e manutenção da PA (LANFRACHI; SOMERS, 2002).
A pressão arterial média (PAM) é o produto do débito cardíaco (DC) pela resistência vascular periférica total (RVPT), a qual é expressa pela seguinte equação: PAM = DC x RVPT. O DC é determinado pelo produto do volume de ejeção sistólico e freqüência cardíaca. Já a RVPT é a resultante da resistência que a parede dos vasos sanguíneos periféricos exerce ao fluxo de sangue na circulação (OASTES et al., 1996 apud HARDMAN et al., 1996). Desta maneira, a manutenção de níveis pressóricos normais depende de variações do DC ou da RPVT, ou de ambos (INOUE et al., 2006).
A RVPT é diretamente influenciada por modificações tensionais no músculo liso vascular (MLV), portanto, o maior determinante da RVPT é o tônus vascular das pequenas artérias e arteríolas, ou seja, o estado de contratilidade das células musculares lisas vasculares (CMLV) (CRIBBS, 2006). Assim, o tônus vascular exerce um importante papel na distribuição do fluxo sanguíneo entre os tecidos e órgãos do corpo e na regulação da pressão arterial (JACKSON, 2000).
determinar a atividade contrátil do MLV, estabelecendo assim o diâmetro e a resistência dos vasos sanguíneos (JACKSON, 2005).
1.2 Mecanismo de contração da célula muscular lisa
A regulação da resposta contrátil do músculo liso é dependente do aumento da concentração de cálcio intracelular ([Ca2+])
i, que ocorre como
resultado da liberação de Ca2+ de estoques intracelulares, influxo de Ca2+ do
meio extracelular, ou ambos (ADAMOVA; OZKAN; KHALIL, 2009; SOMLYO; SOMLYO, 1994). O aumento da [Ca2+]i facilita a interação do complexo (Ca2+)4
-Calmodulina, que sofre uma alteração conformacional e ativa a quinase da cadeia leve da miosina (MLCK). A MLCK ativada irá fosforilar a cadeia leve da miosina, o que favorece o deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina, provocando a contração do músculo liso (JOHNSON; SNYDER, 1995; WYNNE; CHIAO; WEBB, 2009).
1.3 Canais iônicos e regulação do tônus vascular
Os canais iônicos são importantes nesse processo de regulação da [Ca2+]i, ou seja, no controle da contratilidade vascular e, consequentemente, no
controle da PA, pois estes canais funcionam como moduladores do potencial de membrana plasmática (KEVIN; NELSON, 2005). Os canais para Ca2+ voltagem-dependentes (Cav) são considerados a principal via de entrada de
Ca2+ do meio extracelular. Os tipos de canais Ca
v expressos em CMLVs são os
Cav 1 (tipo-L) e os Cav 3 (tipo-T).
Os canais para Ca2+ tipo-L são caracterizados por gerar correntes de
Ca2+ ativadas por altos valores de voltagens e apresentam sensibilidade às
diidropiridinas. Estes canais são abertos quando ocorre despolarização da membrana das CMLVs, levando ao aumento de Ca2+ intracelular e
vasoconstrição (CRIBBS, 2006; UREÑA; VALLE-RODRIGUEZ; LÓPEZ-BARNEO, 2007). Entretanto, a hiperpolarização ou repolarização induz fechamento dos canais para Ca2+ tipo-L, provocando vasodilatação
Enquanto que, os canais para Ca2+ tipo-T são ativados por baixos valores de voltagem e são caracterizados pela sua rápida ativação, suas correntes transientes de inativação rápida e relativa insensibilidade a agentes que bloqueiam os canais para Ca2+ tipo-L. Os canais tipo-L parecem ser
dominantes na maioria dos leitos vasculares (YU; CATTERALL, 2004; JACKSON, 2000; PEREZ-REYES, 2003).
Os canais para potássio (K+) também são importantes reguladores do
tônus arterial, isto porque a abertura dos canais para K+ nas CMLV levam ao
aumento do efluxo de K+, causando repolarização ou hiperpolarização do
potencial de membrana. Estes eventos resultam no fechamento dos Cav,
impedindo a entrada de Ca2+ do meio extracelular, podendo provocar a vasodilatação (NELSON; QUAYLE, 1995; THORNELOE; NELSON, 2005). Portanto, ativadores diretos de canais para K+ ou compostos que regulem sua atividade ou sua expressão têm grande interesse terapêutico.
Nas CMLV, são identificados diferentes subtipos de canais para K+ : canais sensíveis a voltagem (Kv), canais retificadores de entrada (KIR), canais
sensíveis ao ATP (KATP) e canais ativados por Ca2+ (KCa) (Côrtes et al., 2001;
KO et al., 2008; Park et al., 2008; Sun et al., 2010). Os KCa são divididos em
subfamílias de acordo com sua condutância: KCa de pequena (SKCa),
intermediária (IKCa) e grande (BKCa) condutância. Os BKCa são
preferencialmente expressos no MLV, enquanto que o SKCa e o IKCa são
localizados nas células endoteliais e em CMLVs em estado proliferativo (FÉLÉTOU, 2009). Os BKCa são importantes na regulação do tônus vascular e
da PA (LÉDOUX et al., 2006), pois eles inibem o aumento da [Ca2+]
i, num
mecanismo de feedback, agindo como um freio fisiológico (LEDOUX et al., 2006; MEERA; WALLNER; TORO, 2001).
Outro fator essencial para manutenção do tônus vascular é a célula endotelial, camada mononuclear que reveste a superfície luminal de todos os vasos sanguíneos e constitui uma interface ativa, situada entre a circulação e o restante da parede vascular. O endotélio vascular intacto libera localmente, de forma controlada, compostos que induzem vasodilatação, como o óxido nítrico (NO), fator hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF), prostaciclina (PGI2);
prostaglandina H2 (PGH2), tromboxano A2 (TX A2) e ânions superóxido (O2-)
(BATLOUNI, 2001; FÉLÉTOU; KÖHLER; VANHOUTTE, 2011).
1.4 Considerações sobre doenças cardiovasculares
As doenças cardiovasculares (DCV) compreendem um grupo de doenças do coração (cardiomiopatia, disfunção isquêmica do coração, insuficiência cardíaca congestiva) e dos vasos sanguíneos (doença arterial coronariana, hipertensão arterial e aterosclerose) (KUMAR; SINGH; BAKER, 2007). As DCV constituem um grave problema de saúde pública, pois correspondem à cerca de 30% de todas as mortes ocorridas no mundo, com cerca de 80% destas ocorrendo em países em desenvolvimento (GAZIANO et al., 2006).
As VI Diretrizes Brasileiras de Hipertensão Arterial demostram que as DCV têm sido a principal causa de morte no Brasil. Em 2007, ocorreram 308.466 óbitos por doenças do aparelho circulatório, e 1.157.509 internações por DCV no Sistema Único de Saúde (SUS), ocasionando custos médicos e socioeconômicos elevados. Segundo o DATASUS, em novembro de 2009 ocorreram 91.970 internações por DCV, resultando em um custo de R$ 165.461.644,33 (SOCIEDADE BRASILEIRA DE HIPERTENSÃO, 2010).
Em adultos entre 35 a 64 anos, as principais causas de óbito por DCV são as doenças isquêmicas do coração, as doenças cerebrovasculares e as doenças hipertensivas (ISHITANI et al., 2006). O estado hipertensivo está associado a inúmeras condições patológicas relacionadas, tais como: hipertrofia ventricular, disfunção endotelial, síndrome metabólica, estado pró-coagulativo, estresse oxidativo, inflamação, entre outras (JULIUS, 2007).
A HA tem alta prevalência e baixas taxas de controle, sendo considerada um dos mais importantes problemas de saúde pública (ELLIOTT, 2007). Nos últimos 20 anos, inquéritos populacionais em cidades brasileiras apontaram uma prevalência de HA acima de 30%. Dentre os fatores de risco para HA podem ser destacados o consumo excessivo de sal, tabagismo, diabeste, idade, sexo, etnia, obesidade, sedentarismo e ingestão de álcool (SOCIEDADE BRASILEIRA DE HIPERTENSÃO, 2010).
As alterações observadas na HA decorrem, em parte, do aumento na contratilidade da camada muscular lisa que forma a parede da artéria, o que acarreta o aumento do tônus vascular, que pode ocorrer devido a mudanças na estrutura e na função dos vasos e, consequentemente, aumento da RVPT (TAHVANAIMEN et al., 2006). Essas mudanças estruturais, como o desequilíbrio entre vasorelaxamento e vasoconstrição, comprometem a função vascular e estão relacionadas com anormalidades no MLV e no endotélio, que são os responsáveis pela manutenção do tônus basal (TAKESHITA; MARK, 1979).
A terapia medicamentosa para hipertensão dispõe de diversos grupos de drogas, tais como: os inibidores da enzima conversora da angiotensina (LUND-JOHANSEN; TOMHS, 1991; SCHIFFRIN et al., 1994), bloqueadores dos receptores -adrenérgicos (AALKJAER et al., 1987; KUROEDOV et al., 2004), diuréticos (FREIS, 1983; WELSH; FERRO et al., 2004), antagonistas dos receptores da angiotensina II (AZIZI, 2004), antagonistas dos receptores 1-adrenérgicos (BRUNNER et al., 1993; KARLBERG, 1993; INSEL, 1996) e os bloqueadores dos canais para Ca2+ (TOMHS, 1991; MROCZEK et al.,
1991).
controle da PA são muito baixos, o que impulsiona a pesquisa em busca e desenvolvimento de novas drogas anti-hipertensivas.
1.5 Considerações sobre produtos sintéticos bioativos
Desde a Idade Antiga, as plantas medicinais são utilizadas por diversas civilizações para o tratamento de diversos males, sendo a mais antiga e principal forma de medicação difundida no mundo. No final do século XIX, a busca por medicamentos menos tóxicos resultou na introdução de substâncias sintéticas na terapêutica e seu uso foi amplamente disseminado no século XX (OLIVEIRA et al., 2008).
Até meados do século XX, a maior parte dos medicamentos era derivado de produtos de origem natural (vegetal ou animal), mas, com o avanço da síntese orgânica, os produtos sintéticos começaram a se destacar tanto em diversidade como em competitividade, quando comparado aos produtos naturais. Por exemplo, no setor farmacêutico é predominante o uso de insumos sintéticos (FERREIRA et al., 1997; MCNEILL; JURGENS, 2006).
A síntese de substâncias orgânicas foi impulsionada devido à dificuldade de obtenção de produtos naturais com relativo grau de pureza, bem como a determinação de suas estruturas moleculares (FERREIRA; BARREIRO; COSTA, 1997). Nas últimas décadas, os progressos alcançados pela química medicinal sintética mudaram o panorama da terapêutica moderna, onde os extratos vegetais brutos de composição química complexa foram substituídos ou otimizados por substâncias puras de composição e estrutura química definidas, que podem se tornar fármacos úteis no tratamento de diversas patologias (BARREIRO; FRAGA, 2001).
Neste contexto, diversas substâncias são sintetizadas com potencial farmacológico, incluindo as que atuam no controle da RVP e em outros mecanismos envolvidos na prevenção e tratamento de DCV (BARBOSA-FILHO; MARTINS; RABELO, 2006; NEWMAN; CRAGG; SNADER, 2000).
1.6 Derivados 1,3,4-oxadiazóis
Dentre os produtos sintéticos com atividade farmacológica, podem-se destacar os oxadiazóis, que são compostos caracterizados por conter anéis heteroaromáticos de cinco membros, contendo dois átomos de carbono, um de oxigênio e dois de nitrogênio (BOSTRÖM et al., 2011). Podem ser derivados do furano pela substituição de dois grupos metileno (CH=) por dois nitrogênios tipo piridina (-N=) (SOMANI; SHIRODKAR, 2009), podendo ser sintetizados por meio de reações de condensação e rearranjo (BHAT; SUFEERA; CHAITANYA, 2011).
Há quatro isômeros possíveis de oxadiazol: 1,2,4-oxadiazol (1), 1,2,3-oxadiazol (2), 1,3,4-1,2,3-oxadiazol (3) e 1,2,5-1,2,3-oxadiazol (4) (Figura 1) (SOMANI; SHIRODKAR, 2009). N O N 1 2 3 4 5 N O N 1 2 3 4 5 N N O 1 2 3 4 5 N O N 1 2 3 4 5
1 2 3 4
Figura 1: Isômeros de oxadiazol
O derivado 1,3,4-oxadiazol é uma molécula aromática, ciclicamente conjugada e termicamente estável (SHARMA et al.,2010). Muitos estudos têm sido realizados com o núcleo 1,3,4-oxadiazol (Figura 1), devido ao grande número de usos e aplicações em diversas áreas, sendo esse isômero conhecido há mais de um século (HILL et al., 1996).
antitubercular (KÜÇÜKGÜZEL et al., 2002), antimalárica (KUMAR; SRIVASTAVA, 2010), anticonvulsivante (KHAN; KHAN; DRABU, 2001), hipoglicêmica (CHRYSIHA et al., 2005), analgésica (MANJUNATHA et al., 2010), dentre outras atividades.
No sistema cardiovascular, Bankar e colaboradores (2009) demonstraram que um derivado 1,3,4-oxadiazol (denominado NOX-1) possui atividade vasorelaxante em anéis de aorta isolada de rato. Estudos in vitro realizados por este grupo evidenciaram que o efeito vasodilatador foi independente do endotélio vascular, e foi provocado devido ao bloqueio dos canais de Ca2+ voltagem dependentes tipo L (Cav-tipo L), localizados no
músculo liso vascular aórtico.
Adicionalmente, os efeitos sistêmicos de NOX-1 foram analisados em estudos in vivo, e, demonstrou-se que esse composto tem efeito hipotensor em ratos hipertensos (L-NAME e DOCA-salt). Nestes estudos, demonstrou-se que os efeitos anti-hipertensivo e vasorrelaxante de NOX-1 são, principalmente, independente da participação do endotélio funcional, e pode ser usado no tratamento da hipertensão, em um estado associado com disfunção endotelial (BANKAR, 2010).
Devido à essas importantes propriedades biológicas apresentadas por moléculas derivadas de 1,3,4-oxadiazol, vários aspectos tem recebido atenção, como aplicação de novas metodologias de síntese e a caracterização de compostos. Portanto, um derivado 1,3,4-oxadiazol inédito (Figura 2) foi obtido pelo grupo pesquisa do Prof. Dr. Petrônio Filgueiras de Athayde-Filho (Departamento de Química, da Universidade Federal da Paraíba), o qual é o objeto do presente estudo e referido como OXDINH.
N N
O O
N
O O
4-(3-acetil-5-(piridin-4-il)-2,3-dihidro-1,3,4-oxadiazol-2-il)fenil acetato
Figura 2: Estrutura química do OXDINH
2 OBJETIVOS
2.1 Geral
Avaliar os efeitos cardiovasculares induzidos por OXDINH em ratos normotensos por meio de uma abordagem in vivo e in vitro, visando elucidar os possíveis mecanismos implicados nestes efeitos.
2.2 Específicos
2.2.1 Ensaios in vitro
Caracterizar o efeito de OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, avaliando os seguintes parâmetros:
- Envolvimento dos fatores vasoativos derivados do endotélio vascular; - Participação dos canais para K+ nas respostas vasculares induzidas
por OXDINH;
- Influência do OXDINH sobre o influxo de Ca2+ pelos canais Ca v.
2.2.2 Ensaios in vivo
3 MATERIAL
3.1 Animais
Foram utilizados em todos os experimentos ratos albinos Wistar (Rattus norvegicus) machos, pesando entre 250 e 300 g, provenientes do Biotério Prof. Thomas George, da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Estes animais foram mantidos sob condições controladas de temperatura (21 ± 1 oC) e ciclo
claro-escuro de 12 horas, com livre acesso à água e alimentação (ração Purina®). Todos os procedimentos desenvolvidos nesse estudo foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal (CEPA), certidão nº 0105/10.
3.2 Drogas utilizadas
Durante a realização dos experimentos, foram utilizadas as seguintes ferramentas farmacológicas: cloridrato de L-(-)-fenilefrina (FEN); cloridrato de acetilcolina (ACh); glibenclamida (GLIB); cloreto de tetraetilamônio (TEA); 4-aminopiridina (4-AP); cloreto de bário (BaCl2); cetamina; xilazina;
dimetilsulfóxido (DMSO); cremofor; todos obtidos da Sigma-Aldrich (EUA); e sal sódico de heparina, obtido da Roche®.
3.3 Obtenção e preparação da droga teste
O OXDINH, utilizado como droga teste, foi cedido pelo Prof. Petrônio Athayde-Filho, Departamento de Química da UFPB, sendo obtido por meio de síntese orgânica, e faz parte do trabalho de tese do doutorando Cledualdo.
Para realização dos ensaios farmacológicos, o OXDINH foi solubilizado em cremofor e dissolvido em água destilada na concentração de 10-1 M
(solução estoque), para os experimentos in vitro. A solução estoque era mantida a 0°C e, apenas no momento do experimento, era diluída em solução de Tyrode.
Para os experimentos in vivo, o OXDINH foi solubilizado em cremofor e diluído em solução salina de NaCl (0,9%) na concentração de 30 mg/mL, e foram diluídos para a concentração desejada em solução salina, de acordo com cada protocolo. A concentração final de cremofor não excedeu 0,01%.
3.4 Soluções Fisiológicas
Para a preparação das soluções fisiológicas foram utilizados os seguintes sais: cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl), cloreto de cálcio di-hidratado (CaCl2.2H2O), cloreto de magnésio hexa-hidratado
(MgCl2.6H2O), glicose (C6H12O6), bicarbonato de sódio (NaHCO3) e fosfato de
sódio mono-hidratado (NaH2PO4.H2O).Todos estes sais foram adquiridos da
Sigma-Aldrich (EUA).
No preparo das soluções despolarizantes de Tyrode com 20 e 60 mM de KCl, a concentração de Na+ foi isosmoticamente alterada. Após o preparo das
Tabela 1- Composição da solução de Tyrode (pH=7,4)
Substância Concentração (mM)
NaCl 158,3
KCl 4,0
CaCl2 2,0
MgCl2 1,05
NaHCO3 10,0
NaH2PO4 0,42
C6H12O6 5,6
Fonte: TANAKA et al., 1999
Tabela 2- Composição da solução de Tyrode nominalmente sem Ca2+ (pH=7,4)
Substância Concentração (mM)
NaCl 158,3
KCl 4,0
MgCl2 1,05
NaHCO3 10,0
NaH2PO4 0,42
C6H12O6 5,6
Fonte: Adaptado deTANAKA et al., 1999
Tabela 3 – Composição da solução de Tyrode despolarizante comKCl 20mM(pH=7,4)
Substância Concentração (mM)
NaCl 142,3
KCl 20
CaCl2 2,0
MgCl2 1,05
NaHCO3 10,0
NaH2PO4 0,42
C6H12O6 5,6
Tabela 4 - Composição da solução de Tyrode despolarizante com KCl 60 mM (pH=7,4)
Substância Concentração (mM)
NaCl 102,3
KCl 60,0
CaCl2 2,0
MgCl2 1,05
NaHCO3 10,0
NaH2PO4 0,42
C6H12O6 5,6
Fonte: Adaptado de TANAKA et al., 1999
Tabela 5 - Composição da solução de Tyrode despolarizante com KCl 60 mM,
nominalmente sem Ca2+ (pH=7,4)
Substância Concentração (mM)
NaCl 102,3
KCl 60,0
MgCl2 1,05
NaHCO3 10,0
NaH2PO4 0,42
C6H12O6 5,6
Fonte: Adaptado de TANAKA et al., 1999
3.5 Catéteres vasculares
4 MÉTODOS
4.1 Ensaios Farmacológicos in vitro
4.1.1 Preparação de anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato
Os ratos foram sacrificados, e por meio de uma laparotomia, a artéria mesentérica superior foi identificada e retirada. Anéis do primeiro segmento da artéria (1 - 2 mm) foram obtidos livres de tecido conjuntivo e adiposo. Estes anéis foram mantidos em cubas contendo 10 mL de solução de Tyrode (Tabela 1), a 37º C e aerados com uma mistura de 95% de O2 e 5% de CO2 (mistura
carbogênica), para prover um pH constante de 7,4 (TEIXEIRA; PRIVIERO; WEBB, 2005). Os anéis foram suspensos por linhas de algodão fixadas a um transdutor de força (DATAQ®, 2008, Insight, Brasil), o qual estava acoplado a um sistema de aquisição de dados (WinDaq/XL, DI 148-U, Insight, Brasil) para o registro das tensões isométricas (Figura 3). Cada anel foi submetido a uma tensão constante de 0,75 g, por um período de estabilização de 60 minutos. Durante este tempo, o meio nutritivo (solução de Tyrode) foi trocado a cada 15 minutos para prevenir a produção de metabólitos indesejáveis (ALTURA; ALTURA, 1970).
A presença de endotélio funcional foi verificada pelo relaxamento dos anéis após adição de 10µM de acetilcolina (ACh). Foram considerados com
endotélio funcional (E+), os anéis com relaxamento superior a 90% sobre a pré-contração com 10 µM de fenilefrina (FEN). Já os anéis com relaxamentos
Figura 3: Sistema de cubas e aquisição de dados de tensão isométrica para órgão isolado
4.1.2 Protocolos experimentais para estudos com anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato
Para a realização de todos os protocolos experimentais, após um período de estabilização de 60 minutos, foi obtida uma contração com fenilefrina (FEN) 10 µM, um agonista dos receptores 1-adrenérgicos
Figura 4: Representação esquemática da verificação da viabilidade do órgão e da integridade do endotélio vascular. A) Presença do endotélio (E+) e B) Ausência do endotélio funcional (E-)
4.1.3 Avaliação do efeito de OXDINH em anéis pré-contraídos com FEN (1µµµµM)
Após a confirmação da viabilidade do órgão e da presença ou ausência do endotélio vascular, como descrito no item 4.1.2, as preparações foram submetidas à uma nova estabilização, na qual o meio nutritivo era trocado até que a tensão do órgão retornasse aos valores basais com tensão de repouso (0,75g). Após este processo de aproximadamente 30 minutos, foi induzida uma segunda contração de FEN (1 µM). No componente tônico desta segunda
contração, foram adicionadas, de maneira cumulativa, concentrações crescentes de OXDINH (10-10; 3x10-10; 10-9; 3x10-9;10-8; 3x10-8;10-7; 3x10-7;10-6; 3x10-6;10-5; 3x10-5; 10-4M, tanto para anéis na presença como na ausência de endotélio funcional), sendo obtida uma curva concentração-resposta.
O efeito vasodilatador desse composto foi avaliado em anéis com o endotélio intacto e anéis desprovidos de endotélio funcional (Figura 5). A resposta foi expressa como porcentagem de relaxamento em relação à contração produzida pela FEN. A potência e eficácia do vasorrelaxamento dos compostos foram avaliadas por meio dos valores de pD2 e Emáx,
A partir da observação inicial que a integridade do endotélio não interfere no vasorelaxamento induzido por OXDINH, os experimentos subsequentes foram realizados em preparações sem endotélio funcional.
Figura 5: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de concentrações crescentes de OXDINH (10-10–10-4M) em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, pré-contraídos com FEN (1 µM). A) E+ (anéis com endotélio intacto); B) E- (anéis sem endotélio funcional)
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4.1.4 Investigação do efeito de OXDINH sobre o tônus intrínseco vascular
Após a verificação da presença ou ausência do endotélio funcional, como descrito no item 4.1.2, as preparações foram lavadas com solução de Tyrode até atingirem o tônus basal (em torno de 0,75 g). Após 30 minutos de estabilização desta tensão basal, foram adicionadas às preparações concentrações crescentes e cumulativas de OXDINH (10-10 – 10-4 M). Foram
utilizados tanto anéis com endotélio intacto como anéis com endotélio removido, com o objetivo de avaliar o efeito de OXDINH sobre o tônus muscular espontâneo (Figura 6).
Figura 6: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de concentrações crescentes de OXDINH (10-10–10-4M, ambos) em anéis de artéria
mesentérica superior isolada de rato, sobre o tônus vascular intrínseco. A) E+ (anéis com endotélio intacto); B) E- (anéis sem endotélio funcional)
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4.1.5 Avaliação da participação de canais para K+ na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH
Para avaliar a participação dos canais para K+ no efeito induzido por
OXDINH, utilizou-se uma solução de Tyrode modificada com 20 mM de KCl (Tabela 3). Dessa forma, o aumento da concentração externa de K+ de 4 mM
(valor fisiológico) para 20 mM, é suficiente para produzir despolarização da fibra muscular, porém sem causar uma contração apreciável (CAMPBELL et al., 1996; CLARK; FUCHS, 1997).
Após a confirmação da ausência do endotélio funcional como descrito no item 4.1.2, a solução de Tyrode (Tabela 1) das cubas foi substituída pela solução despolarizante de Tyrode com KCl (20 mM) (Tabela 2) e as preparações permaneceram nesta solução até o final do experimento. Decorridos 30 minutos da incubação da solução de KCl (20 mM), foi induzida uma nova contração tônica com FEN (1 µM) e, em seguida, uma curva
concentração-resposta para OXDINH (10-10 - 10-4 M) foi obtida (Figura 7).
Para confirmar a participação dos canais para K+ no efeito vasodilatador causado por OXDINH, utilizou-se a ferramenta farmacológica tetraetilamônio (TEA) 3 mM, pois, nesta concentração, o TEA atua como um bloqueador inespecífico de canais para K+ (WANG et al., 2008). Após 30 minutos na presença deste bloqueador, as preparações foram incubadas com FEN (1 µM)
e uma nova contração tônica foi obtida. Em seguida, uma curva concentração-resposta para OXDINH (10-10 - 10-4 M), na presença de TEA, foi observada
Figura 7: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação dos canais para K+ no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).
4.1.6 Avaliação da participação de canais para K+sensíveis à voltagem-Kv na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH
Após a confirmação da ausência do endotélio funcional, os anéis foram incubados separadamente com 1 mM de 4-AP, um inibidor seletivo dos canais para K+ sensíveis à voltagem-Kv. (BERG, 2002). Após 30 minutos de
incubação, foi induzida uma nova contração tônica com FEN (1µM) e, em
seguida, foram adicionadas concentrações cumulativas de OXDINH (10-10 – 10
-4 M) (Figura 8). A potência e eficácia do efeito vasorelaxante do OXDINH foram
avaliadas por comparação dos valores de pD2e Emáx, respectivamente, na
presença e na ausência de 4-AP.
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Figura 8: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do Kv no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica
superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).
4.1.7 Avaliação da participação de canais para K+ sensíveis ao ATP-KATP na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH
Após a confirmação da ausência do endotélio funcional, os anéis foram incubados separadamente com 10 µM de glibenclamida (GLIB), um bloqueador
seletivo de canais para K+ sensíveis ao ATP (KATP) (OHRNBERGER, KHAN,
MEISHERI, 1993). Após 30 minutos de incubação, foi induzida uma nova contração tônica com FEN (1µM) e, em seguida, foram adicionadas
concentrações cumulativas de OXDINH (10-10 – 10-4 M) (Figura 9). A potência e
eficácia do efeito vasorelaxante do OXDINH foram avaliadas por comparação dos valores de pD2e Emáx, respectivamente, na presença e na ausência de
GLIB.
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Figura 9: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do KATP no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica
superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).
4.1.8 Avaliação da participação de canais para K+retificadores de entrada-KIR na resposta vasorelaxante induzida por OXDINH
Após a confirmação da ausência do endotélio funcional, os anéis foram incubados separadamente com 30 µM de BaCl2, um inibidor seletivo dos canais
KIR(CHROSSOBOLIS, 2000).Após 30 minutos de incubação, foi induzida uma
nova contração tônica com FEN (1µM) e, em seguida, foram adicionadas
concentrações cumulativas de OXDINH (10-10 – 10-4 M) (Figura 10). A potência e eficácia do efeito vasorelaxante do OXDINH foram avaliadas por comparação dos valores de pD2 e Emáx, respectivamente, na presença e na ausência de
BaCl2.
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Figura 10: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do KIR no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica
superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).
4.1.9 Avaliação da participação de canais para K+de grande condutância sensível ao cálcio – BKCana resposta vasorelaxante induzida por OXDINH
Após a confirmação da ausência do endotélio funcional, os anéis foram incubados separadamente com 1 mM de TEA, pois, nesta concentração, o TEA inibe seletivamente os canais BKCa (WHITE, 2002).Após 30 minutos de
incubação, foi induzida uma nova contração tônica com FEN (1µM) e, em
seguida, foram adicionadas concentrações cumulativas de OXDINH (10-10 – 10
-4 M) (Figura 11). A potência e eficácia do efeito vasorelaxante do OXDINH
foram avaliadas por comparação dos valores de pD2 e Emáx, respectivamente,
na presença e na ausência de TEA (1 mM).
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Figura 11: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação da participação do BKCa no efeito induzido por OXDINH em anéis de artéria mesentérica
superior isolada de rato na ausência de endotélio funcional, pré-contraídos com FEN (1 µM).
4.1.10 Avaliação do efeito de OXDINH em anéis pré-contraídos com solução despolarizante KCl 60 mM
Para investigar a resposta vasorrelaxante de OXDINH sobre a contração induzida por uma via inespecífica, foi utilizado uma solução com KCl (60 mM) (Tabela 4), que promove uma maior despolarização da membrana plasmática, levando, dentre outros efeitos, à ativação dos canais para Ca2+ dependentes de voltagem (CaV) e, consequentemente, à contração do MLV
(CHEN; REMBOLD, 1995; KRAVTSOV et al., 2003; OLIVEIRA et al., 2006). Após a confirmação da ausência do endotélio funcional (ver 4.1.2), e um período de estabilização de aproximadamente 30 minutos, a solução de Tyrode normal foi substituída por uma solução de Tyrode com KCl (60 mM). No componente tônico desta contração, foram adicionadas concentrações crescentes e cumulativas de OXDINH (10-10 – 10-4 M), para obtenção de uma
curva concentração-resposta (Figura 12). A potência e eficácia do vasorrelaxamento de OXDINH foram avaliadas por meio dos valores de pD2e
Emáx, respectivamente.
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Figura 12: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação dos efeitos de OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato sem endotélio funcional, pré-contraídos com solução despolarizante (KCl 60 mM).
4.1.11 Avaliação do efeito do OXDINH sobre as contrações induzidas por CaCl2em meio nominalmente sem Ca2+
O efeito de OXDINH sobre as contrações induzidas por CaCl2 foi
avaliado em anéis desprovidos do endotélio funcional. Para isso, após a confirmação da ausência do endotélio vascular, as preparações foram expostas a uma solução despolarizante de KCl (60 mM) (Tabela 4) (CUNHA, 2004). Logo após, as preparações foram lavadas com solução de Tyrode nominalmente sem Ca2+ (Tabela 2) e mantidas nesse meio por 15 minutos. Após esse período, o meio foi trocado por uma solução despolarizante de KCl (60 mM) nominalmente sem Ca2+ (Tabela 5), ou os anéis foram expostos à FEN (10 µM) na presença de Tyrode nominalmente sem Ca2+. A ausência de
Ca2+ foi inferida pela falha da solução despolarizante ou da FEN (10 µM) em produzir vasoconstrição. Posteriormente, foi obtida uma curva concentração-resposta do CaCl2 (10-6 – 3 x 10-2M) ou CaCl2 (10-4 – 3 x 10-2M) (curvas
controles), respectivamente.
O processo foi novamente repetido, sendo concentrações isoladas do OXDINH (10-5 e 10-4 M) incubada às preparações juntamente com a solução
despolarizante de KCl (60 mM) nominalmente sem Ca2+, ou na presença de
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FEN (10 µM) em Tyrode nominalmente sem Ca2+, e uma nova curva concentração resposta ao CaCl2 (10-6 – 3 x 10-2M) ou CaCl2 (10-4 – 3 x 10-2M),
respectivamente foram obtidas. O efeito de OXDINH sobre as contrações induzidas por CaCl2 foi avaliado comparando-se as curvas de CaCl2 na
ausência (controle) e na presença do composto (Figura 13).
Figura 13: Representação esquemática do protocolo experimental para avaliação do efeito do OXDINH (10-5 e 10-4 M)sobre as contrações induzidas por concentrações cumulativas de CaCl2 (10-6 – 3 x 10-2M) em meio despolarizante (KCl 60 mM)
nominalmente sem Ca2+ou de CaCl
2 (10-4 – 3 x 10-2M) em Tyrode nominalmente sem Ca2+
na presença de FEN (10 µM).
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(g
)
4.2 Ensaios Farmacológicos in vivo
4.2.1 Implantação dos cateteres vasculares
Os animais foram anestesiados com cetamina (75 mg i.p.) e xilazina (10 mg/kg, i.p.). Em seguida, foram colocados em decúbito dorsal em uma prancha cirúrgica. Uma pequena incisão na região inguinal foi realizada, separando a musculatura para localização do feixe vasculo nervoso (Figura 14). Em seguida, a artéria e veia femorais foram dissecadas e expostas, e então, a extremidade PE-10 do cateter arterial foi introduzida em direção à aorta abdominal, via artéria femoral, para registro dos parâmetros cardiovasculares, e em direção à veia cava caudal, por meio da veia femoral, para administração das drogas. Após a inserção e fixação, os cateteres foram tunelizados subcutaneamente e exteriorizados através de uma incisão na região cervical dorsal do animal.
Após a cirurgia, os animais foram acondicionados em gaiolas individuais mantidas sob condições de temperatura, luminosidade e níveis de ruído controlados e receberam água e ração ad libidum, durante 24 horas para recuperação.
4.2.2 Avaliação do efeito da administração aguda de OXDINH sobre a pressão arterial média (PAM) e a frequência cardíaca (FC) em ratos normotensos não-anestesiados
Foi adotada para estes experimentos a técnica da medida direta da PA e FC em ratos normotensos não-anestesiados (BRAGA, 2010). Após 24 horas da implantação dos cateteres vasculares, os animais foram mantidos em aclimatação por um período de no mínimo 30 minutos para estabilização dos parâmetros cardiovasculares e, em seguida, doses aleatórias de OXDINH foram administradas e as alterações na PA e na FC foram avaliadas (Figura 16).
A PA e FC foram medidas 24 h após o procedimento cirúrgico pela conexão do cateter arterial a um transdutor de pressão acoplado a um sistema de aquisição (PowerLab, ADInstruments, Austrália) conectado a um computador instalado com o software LabChart 5,0 (AD Instruments, Austrália) (Figura 15). A freqüência escolhida para amostragem dos dados foi de 1000 Hz.Todos os experimentos foram realizados em ratos acordados com livre movimentação.
Os valores de PAM e FC foram computados antes (valores da linha de base) e imediatamente após a administração de OXDINH (1 – 30 mg/kg) (Figura 16) e suas variações calculadas por meio da seguinte fórmula:
- Onde:
• ∆ = Variação dos valores de pressão arterial média (PAM) • PAM posterior = PAM após a administração do OXIDINH
• PAM anterior = PAM antes da administração do OXDINH
Os mesmos cálculos foram realizados para os valores de FC.
4.3 Análise estatística
Os resultados foram expressos como média ± erro padrão da média (e.p.m). As diferenças entre as médias foram consideradas significantes quando o p < 0,05. O teste t de Student não pareado foi utilizado nas análises estatísticas entre duas variáveis. Para as análises de mais de duas variáveis foi utilizado o teste ANOVA “two-way”, seguida do pós-teste de Bonferroni.
Nas curvas concentração-resposta, os valores de Emáx (efeito máximo
em porcentagem de relaxamento) e de pD2 (logaritmo negativo da
concentração responsável por 50% do Emáx) foram obtidas por regressão não
5 RESULTADOS
5.1 Ensaios farmacológicos in vitro
5.1.1 Efeitos farmacológicos induzidos por OXDINH em anéis de artéria mesentérica superior isolada de ratos
• Efeito vasorelaxante induzido por OXDINH em anéis mesentéricos
A figura 17 mostra que a adição cumulativa de OXDINH (10-10 – 10-4 M) em anéis de artéria mesentérica isolada de ratos, com endotélio funcional íntegro e pré-contraídos com FEN (1µM),um agonista do receptor 1
-adrenérgico, induziu um relaxamento dependente de concentração, com efeito máximo (Emáx) = 117,03 ± 6,49% e pD2 (-LogCE50) = 5,33 ± 0,16. Após a
remoção do endotélio vascular, o efeito vasorelaxante de OXDINH não foi alterado significativamente, com Emáx = 108,58 ± 6,03% e pD2 = 5,15 ± 0,09
(Tabela 6).
0 2 4
6 Endotélio intacto
Endotélio removido
p
D2
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 0 25 50 75 100 125 Veículo Endotélio removido Endotélio intacto
Log [OXDINH] M
% R el ax am en to
Figura 17 - Efeito vasorrelaxante induzido por OXDINH. Curva concentração-resposta para o efeito vasorelaxante induzido por concentrações crescentes de OXDINH (10-10 à 10-4 M) em anéis de artéria mesentérica superior isolada de rato, com o endotélio intacto
( ) ou endotélio funcional removido ( ), pré-contraídos com FEN (1 µµµµM). As alterações
Durante a triagem farmacológica, foi evidenciado que o tempo necessário para que fossem obtidas as respostas máximas nas preparações funcionais de artéria mesentérica superior isolada, para cada concentração de OXDINH, variou entre 5 a 7 min. No final dos experimentos, a reversão do relaxamento produzido por OXDINH foi conseguido após 20 minutos de sua retirada das cubas por meio da troca de solução de Tyrode e verificação da reposta do tecido a FEN (1 µM), a qual induziu contrações de magnitude similar
às induzidas antes da adição do composto em estudo. A reversibilidade foi sistematicamente observada, para assegurar que o relaxamento não foi devido a danos na contractilidade e responsividade do tecido.
Adicionalmente, nas mesmas condições experimentais, foi adicionado o veículo (cremofor 0,03%) nas mesmas proporções utilizadas para solubilizar o OXDINH, e não foi constatada atividade vascular estatisticamente significante deste veículo.
• Efeito induzido por OXDINH sobre o tônus intrínseco vascular
A adição cumulativa de OXDINH (10-10 – 10-4 M), nas preparações com anéis com endotélio funcional intacto ou em anéis desprovidos do endotélio funcional, não promoveu alteração sobre o tônus muscular espontâneo (Figura 18).
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 0.5
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Log [OXDINH] M
T
en
sã
o
(
g
)
