Esto es particularmente cierto con el uso de lapiceras, porque la resuspención de la insulina NPH con estos dispositivos toma mayor tiempo. La NPH inyectada sin resuspensión disminuye con la aguja en posición hacia arriba, mientras que la inyección con la aguja hacia abajo, reduce la cantidad de glucosa requerida para mantener la euglucemia para una dosis dada. Además, la inyección con la aguja hacia arriba disminuye en 37% y la aguja hacia abajo aumenta en 59% los efectos biológicos de la NPH observados cuando es administrada completamente mezclada.

⁴ La técnica de inyección de insulina es un problema entre los usuarios de lapiceras, con 38% de los pacientes que resuspenden de modo inadecuado la insulina o remueven la aguja demasiado pronto, aunque esto no se asoció con una diferencia significativa en la HbA1c (hemoglobina glucosilada) o en los requerimientos de dosis de insulina. ⁵ Cuando se compararon las técnicas de inyección a 90º y 40-60º dentro un pliegue sobreelevado de piel y a 90º y 40-60º en forma directa, por medio de la ecografía para rastrear las inyecciones de aire ambiental con agujas de 12 mm de longitud, se observó que 16% fueron intramusculares. La técnica óptima con una aguja de 6 mm es a 90º dentro de un pliegue elevado de piel ya que logra 98% de inyecciones subcutáneas, mientras que con una aguja de 12 mm esto se consigue con el 94% de las dosis administradas en un ángulo de 40-60º dentro de un pliegue elevado de piel. ⁶

Terapia con bomba de insulina
La administración de insulina puede resultar dolorosa, inconveniente, inadecuada y en muchos aspectos no exitosa. Así, en la década del 70 se introdujo la infusión de insulina subcutánea continua con el objetivo de disminuir la necesidad de inyecciones múltiples y crear un perfil basal de insulina flexible para lograr y mantener un estricto control glucémico. Los ensayos clínicos que compararon la bomba de insulina con una técnica óptima de aplicación de múltiples inyecciones de insulina diarias, evidenciaron que con la primera se obtuvieron mejoras en media de los niveles de la glucemia de 20-60 mg/dl y en la HbA1c de 0.5-1%.^7,8 La variabilidad glucémica parece disminuir con este enfoque, de modo que pueden anticiparse parámetros glucémicos más reproducibles; no se ha demostrado menor frecuencia de hipoglucemia. ⁹ Las bombas de insulina se han vuelto más pequeñas y los equipos de infusión más fáciles de utilizar, lo que permite mayor comodidad. Sin embargo, es fundamental controlar de cerca a los pacientes que eligen este tratamiento, ya que se asocia con probabilidad aumentada de aparición de cetoacidosis en comparación con la administración convencional de insulina, y riesgo aumentado de infección en el sitio de infusión.

Terapia con bombas implantables
Otra estrategia terapéutica es el uso de bombas implantadas con liberación de insulina peritoneal y sensores de glucosa, también implantables, que funcionan como un páncreas artificial. A comienzos de la década del 80, se diseñó una bomba de velocidad variable implantable quirúrgicamente para liberar pulsos de microlitros de insulina en forma reproducible y adecuada. Fue necesario asegurarse de que la insulina durase semanas a meses y evitar la posibilidad de que se liberase en exceso; para ello se recurrió a su almacenamiento en un reservorio a presión negativa. El procedimiento de implantación es sencillo y la bomba es encerrada en una cápsula fibrosa gruesa con escasa reacción inflamatoria por el uso de un catéter peritoneal que raramente causa inflamación o se obstruye. Actualmente la bomba y el sistema telemétrico funcionan bien. Entre 1986 y 1990 se colocaron estas bombas en 18 individuos con diabetes tipo 1. ¹⁰ El trabajo inicial fue continuado por el MiniMed, un sistema con batería cuya esperanza de vida es 3 años, telemetría mejorada y modificaciones de diseño. Se implantaron más de 600 de estos dispositivos, con 10% a 15% de bloqueos de catéteres anuales, lesión cutánea infrecuente, dolor ocasional en el sitio de colocación y ausencia de reacciones adversas graves o sobreliberación de insulina. Un ensayo controlado que comparó el dispositivo con las inyecciones diarias múltiples de insulina en 121 individuos con diabetes tipo 2¹¹ evidenció en la glucemia un desvío estándar de 30 mg/dl con el primero versus 40 mg/dl con las segundas (sugerentes de menor variabilidad glucémica) y se confirmó hipoglucemia en 2 versus 6 episodios por paciente por año, respectivamente. Hubo disminución en la ganancia de peso y evidencias de mejoría en la calidad de vida. Desde 1990 hasta 1994 se implantaron más de 100 bombas anuales, pero en 1994 se hizo común la subliberación de insulina. Se encontró que un cambio en la manufactura de la insulina Hoechst usada en las bombas llevó a su agregación. Esto fue subsanado con preparaciones de insulina con ADN (ácido desoxirribonucleico) recombinante que pueden durar de 4 a 6 meses. En el grupo de estudio internacional sobre este dispositivo innovador en la liberación de insulina, participaron 31 centros (22 de los cuales se localizan en Europa) con 1 381 bombas implantadas en 737 pacientes en el año 2000, aunque sólo estuvieron activos en 340 individuos a la fecha. El año pasado se introdujo un nuevo modelo que fue remitido a la FDA (Food and Drugs Administration). La bomba tiene una batería con expectativa de vida de 8 años y un controlador externo mucho más pequeño, que utiliza un programa similar al de los dispositivos de insulina externos. El implante en sí mismo es 10% más pequeño, ya que el tamaño del reservorio (que contiene 400 U de insulina) limita las dimensiones de la bomba. La terapia con bombas de insulina aún no ofrece beneficios claros en la población pediátrica, aunque puede representar beneficios en el paciente con dificultades para controlar la hipoglucemia.

Hipoglucemia
Estudios recientes aclararon las dificultades que plantea la hipoglucemia en las personas con diabetes tipo 1. La hipoglucemia grave es un problema frecuente en los niños preadolescentes con diabetes tipo 1 y ocurre a una tasa de 40 episodios por 100 pacientes por año; se asocia con menor edad, niveles más bajos de HbA1c y menor duración de la diabetes. Con respecto a los episodios hipoglucémicos, el 73% ocurre en pacientes con un episodio grave previo, el 64% durante el sueño y el 14% provoca deficiencias neurológicas transitorias. Son más comunes en primavera y verano y se relacionan más a menudo con menor ingesta alimentaria. No suelen estar precedidos por síntomas premonitorios reconocibles. ¹² En un análisis de los perfiles glucémicos en 2 659 niños con diabetes tipo 1 durante la última noche de hospitalización, el 5% y el 1% presentaron niveles de glucosa por debajo de 50 mg/dl y 40 mg/dl a la medianoche y a las 3 de la madrugada, respectivamente. Las 2 lecturas se correlacionaron entre sí y con la glucosa en ayunas. Sólo el 0.4% de los pacientes mostraron el fenómeno de Somogyi de glucosa en ayunas por encima de 200 mg/dl con un nivel nocturno por debajo de 40 mg/dl. Sin embargo, el fenómeno de Dawn de glucosa nocturna normal y valores en ayunas > 200 mg/dl estuvo presente en el 10% de los individuos. ¹³ Puede haber diferencias raciales en el riesgo de hipoglucemia, con prevalencia incrementada entre los afroamericanos con diabetes, que parecen requerir niveles más bajos de glucemia para los incrementos que suceden con la actividad nerviosa simpática muscular, la hormona de crecimiento y la norepinefrina. ¹⁴

Los riñones tendrían un papel importante ya que los diabéticos tipo 1 muestran menores respuestas a la hipoglucemia del glucagon, norepinefrina y epinefrina y fallas en aumentar la producción renal de glucosa, contrario a lo que ocurre en los controles, quienes evidencian incrementos compensatorios en la producción renal y total de glucosa de mayor magnitud. ¹⁵ El uso de un bocadillo nocturno, un enfoque que respeta los horarios para evitar la hipoglucemia nocturna, es efectivo en las personas con diabetes tipo 1. Los niveles de glucemia al momento de acostarse que exceden los 180 mg/dl se asocian en forma infrecuente con hipoglucemia, pero con valores más bajos, la utilización de un aperitivo que contenga carbohidratos o proteínas disminuye en forma efectiva la probabilidad de tales episodios. ¹⁶ Si se comparan los efectos de la intoxicación alcohólica leve, la hipoglucemia leve o la combinación de ambos, esta última empeora en forma marcada el rendimiento cognitivo y la puntuación de síntomas totales en los pacientes con diabetes tipo 1. ¹⁷ Es más, la administración de dosis bajas de etanol retrasa la recuperación de la hipoglucemia, al reducir la producción de glucosa, demorar la respuesta de la epinefrina y predisponer a una hipoglucemia más severa. ¹⁸ Hay mayor declinación en la función cognitiva en los diabéticos tipo 1 durante los decrementos rápidos en la glucemia versus los lentos, los cuales se observan principalmente en aquellos los individuos conscientes, mientras que los inconscientes están parcialmente protegidos contra este fenómeno. ¹⁹ Cuando se compararon la insulina humana regular con la aspartato insulina administrada en forma preprandial por 16 semanas en los individuos con diabetes tipo 1, hubo incidencia global similar de hipoglucemia pero merma en los episodios nocturnos severos con la segunda. ²⁰ Hay una asociación entre el intervalo QTc prolongado en el electrocardiograma y la hipoglucemia nocturna espontánea, debido en parte a los niveles bajos de potasio y elevados de epinefrina. ²¹ El período de sueño puede predisponer especialmente a la hipoglucemia, como en individuos no diabéticos estudiados durante la hipoglucemia inducida por insulina durante el comienzo del sueño y en el mismo momento de la noche mientras se mantuvieron despiertos, que evidenciaron un nivel más bajo de glucosa requerido para el inicio de la respuesta contrarregulatoria. Esto explicaría el riesgo aumentado de hipoglucemia severa durante el sueño en los pacientes diabéticos.

Esta propriedade advém da existência de certos tipos de transportadores protéicos (transportadores ativos primários) que, situados na membrana plasmática e utilizando-se da energia potencial contida em ligações intramoleculares de alta energia, conseguem carrear espécies iônicas contra seus gradientes eletroquímicos e conservar tais distribuições assimétricas. Os principais geradores deste gradiente transmembranar são as ATPases do tipo P, responsáveis pelo transporte específico de determinados cátions, dentre eles o Na⁺ e o K⁺, de fundamental importância para a fisiologia celular.

A primeira demonstração da existência de uma enzima que hidrolisasse ATP e fosse estimulada por Na⁺ e K⁺ surgiu na metade da década de 1950 por Jens C. Skou⁸⁴ em crustáceos. Na época, ainda não era conhecido o mecanismo causador das diferenças de concentração observadas para esses íons (Na⁺ mais concentrado fora da célula e o inverso para o K⁺). Skou, portanto, descreveu de forma elegante que a recém-descoberta Na⁺/K⁺-ATPase e a enigmática "bomba" de Na⁺ seriam a mesma entidade. Em virtude deste achado pioneiro e de sua longa trajetória na pesquisa dos mecanismos de transporte iônico, Skou foi agraciado com o Prêmio Nobel em 1997.

As conseqüências fisiológicas desse transporte são, direta ou indiretamente, muito relevantes para o desempenho e viabilidade celular. Assim, é possível a manutenção do equilíbrio osmótico celular, a preservação do potencial de repouso de diversos tipos celulares e das propriedades elétricas de células excitáveis. Ademais, influencia o transporte de outros íons e moléculas acoplados ao gradiente de Na⁺ (e.g. contratransporte de Ca²⁺ e H⁺, cotransporte de ânions como Cl^-, PO₄^3-, SO₄^2-), substratos (e.g.

cotransporte de aminoácidos neutros e glicose), e cotransporte de neurotransmissores. Outras funções mais restritas contudo importantes também são mediadas pela enzima, como a remoção do excesso de K⁺ extracelular por células musculares e gliais no sentido de evitar distúrbios na excitabilidade celular.^89,94

Estrutura: subunidades
A Na⁺/K⁺-ATPase é um oligômero composto por duas proteínas principais (subunidades a e b), e um polipeptídio, denominado subunidade g (em torno de 6 kDa, 58 aminoácidos), identificado em preparações purificadas e associado à Na⁺/K⁺-ATPase na relação estequiométrica de 1:1 com a subunidadea.^46,66 Embora conservada filogeneticamente, sua expressão não parece ser necessária para a atividade Na⁺/K⁺-ATPase,²⁴ mas seu papel fisiológico e função no complexo enzimático ainda não foram definidos.

A subunidade a, também conhecida como subunidade catalítica ou funcional, é uma proteína integral de membrana com provavelmente 10 domínios transmembranares (politópica; massa molecular de 112 kDa) e que foi seqüenciada para vários mamíferos, como o rato⁸⁰ e o homem.³² Contém os sítios de ligação para cátions (Na⁺, K⁺) ATP (complexo Mg²⁺- ATP), fosforilação e glicosídios cardíacos, uma classe de esteróides que atuam como inibidores específicos da enzima (por exemplo, a ouabaína). Esta subunidade tem propriedade ionoforética, com oclusão e translocação de íons.²³ O sítio de fosforilação e de ligação de nucleotídios são altamente homólogas àquelas presentes em outras ATPases do tipo P transportadoras de diversos cátions (Cd²⁺, K⁺, H⁺, Ca²⁺).⁴⁶ Ambas as terminações da proteína, amino e carboxi, estão voltadas para a região intracelular. Algumas espécies animais apresentam Na⁺/K⁺-ATPases resistentes à ação dos glicosídios cardíacos, desde invertebrados - hidra,¹⁵, anêmona-do-mar,⁸⁶ camarão marinho, ⁶¹ esquistossoma mansoni,⁸⁵ borboleta monarca²⁸ - a vertebrados como certos anfíbios do gênero Bufo⁴⁹ e determinados roedores.^39,50 Esse perfil está relacionado aos aminoácidos da porção N-terminal, especificamente entre os segmentos transmembranares H1 e H2. Por exemplo, a mudança de dois aminoácidos de uma subunidade a sensível (carneiro) por aminoácidos carregados conferem resistência à ouabaína.⁶² A presença de formas resistentes e sensíveis aos glicosídios cardíacos em organismos mais primitivos indica que a divergência dos genes que codificam a Na⁺/K⁺-ATPase ocorreu precocemente durante o processo de evolução.⁹⁰ A subunidade b, por vezes referida como subunidade regulatória, é uma proteína menor, bitópica do tipo II com maior parte localizada no meio extracelular,⁵⁶ e sua massa (35-55 kDa) depende da quantidade de N- glicosilações, possíveis em três locais diferentes. Já seqüenciada para o rato⁸¹ e o homem,³¹ sua homologia é extremamente alta entre mamíferos (cerca de 95%), decrescendo quando comparada com espécies de outras classes (cerca de 60%).⁴⁶ Ao contrário da subunidade g, ela é essencial para a atividade Na⁺/K⁺-ATPásica, sendo co-responsável pela modulação das afinidades enzimáticas ao Na⁺ e ao K⁺.^9,12 A redução química das ligações dissulfeto impede a atividade ATPásica.⁴⁷ A despeito dos esforços atualmente empregados no sentido de investigar com maior profundidade as subunidades g e, principalmente, b e suas isoformas, grande parte do conhecimento acerca da Na⁺/K⁺-ATPase está concentrada na subunidade a, por suas próprias características acima destacadas. Portanto, a subunidade a será descrita com mais detalhes a seguir, em detrimento das outras subunidades. Ademais, esta subunidade foi a única considerada neste estudo, reforçando a falta de relevância em pormenorizar as particularidades de b e g.

Estrutura e localização: isoformas da subunidade a
Antes mesmo das modernas técnicas de biologia molecular possibilitarem a identificação e seqüenciamento das isoformas (três, até aquele momento) da subunidade a da Na⁺/K⁺-ATPase de rato realizada por Shull et al.,⁸⁰ já existiam evidências da multiplicidade de formas da enzima através da inibição gerada pela ouabaína. Marks & Seeds³⁹ utilizando o cérebro de camundongo e Noël & Godfraind⁵⁰ com coração de rato, por exemplo, haviam observado que concentrações crescentes de ouabaína originavam curvas de inibição da atividade Na⁺/K⁺-ATPásica apresentando dois componentes, um de alta e outro de baixa afinidade ao inibidor, ao contrário do que ocorre com o rim. Estudos farmacológicos sobre o modo de ação dos glicosídios cardíacos estabeleceram dois diferentes sítios de ligação em ventrículos cardíacos de rato, de alta e de baixa afinidade: os sítios de alta afinidade seriam responsáveis por efeitos terapêuticos enquanto que os sítios de baixa afinidade provocariam os efeitos tóxicos.⁵⁰ Indicações sobre a possível correlação entre esses dois componentes e formas estruturalmente distintas da Na⁺/K⁺-ATPase surgiram primeiro no camarão marinho⁶¹ e depois no cérebro de rato.

⁸⁸ Neste, foram detectadas duas formas moleculares da subunidade a através de eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS (SDS- PAGE), que apresentavam diferença de mobilidade eletroforética µ, sendo a (forma renal - também encontrada no cérebro - e de maior µ) e a⁺ (forma cerebral e de menor µ), e de afinidade à ouabaína (a isoforma a⁺ exibia afinidade 100-1000 vezes maior).⁸⁸ Além disso, a isoforma a é mais sensível à tripsina e mais resistente à piritiamina (derivado da vitamina B) e à N- etilmaleimida.^40,88 Entretanto, somente em 1986, Shull et al. ⁸⁰ (ver acima) foram capazes de clonar as isoformas da subunidade a de ratos, denominadas a₁, a₂ e a₃, codificadas por genes variados. Posteriormente, tornou-se indubitável que a₁ correspondia a a conferida por Sweadner, e a₂ e a₃ eram de fato a⁺. Atualmente é reconhecida a existência de uma quarta isoforma, a₄, identificada originariamente por Shamraj e Lingrel⁷⁸ e com alguns aspectos funcionais já revelados em especial pela utilização de sistemas de transfecção (células de inseto Sf-9 ou de mamíferos NIH 3T3), como sua alta afinidade aos glicosídios cardíacos, semelhante às isoformas a₂ e a₃.^11,97 A distribuição dessas isoformas é complexa, onde por vezes, em um mesmo órgão, células distintas comportam diferentes padrões de expressão. A localização subcelular também pode ser peculiar, com a expressão de uma única isoforma, ou mais isoformas, em locais delimitados da membrana plasmática.

A isoforma a₁ é encontrada em todas as células de mamíferos, sendo chamada de "dona de casa", enquanto que as isoformas a₂, a₃ e a₄ possuem uma distribuição mais limitada,^10,78,82 e por isso acredita-se que essas últimas sejam as responsáveis pela adaptação celular permitindo à célula modificações no grau de expressão dependo das exigências do meio. A isoforma a₂ é expressa em maior abundância no miocárdio, cérebro (glia), panículo adiposo e músculo esquelético e liso,^51,52,78,82 sendo igualmente detectada em cartilagem.⁴⁸ A isoforma a₃ é exclusiva de neurônios e outros tecidos nervosos como glândula pineal e retina,^14,43,44,83 e no coração do rato neonato, no qual seu nível decai ao longo do desenvolvimento, localizando-se preferencialmente no tecido condutor. ^2,37,98 (Esta localização parece depender não somente da espécie como talvez também da raça do animal, já que no ser humano⁹⁵ e no rato Wistar Kyoto (WKY)⁶⁵ uma maior proporção de isoforma a₃ foi descrita o que poderia indicar uma localização muscular desta isoforma.) Entretanto, pequenas quantidades foram encontradas em cartilagem⁴⁸ e endotélio.⁴². Nos testículos está situada a₄, mais especificamente na parte medial da cauda do espermatozóide.⁹⁷ A despeito de não ter sido bem aceita quando na sua descoberta, a versão truncada da isoforma a₁ (a₁ T), obtida através de variações do processo de transcrição, parece ser uma forma constitucional do músculo liso vascular do cão⁴⁵ e no ducto deferente de cobaio.²⁷ Sua expressão, até então, figura-se espécie- e órgão-específica. Uma das dificuldades de admissão desta isoforma é que o corte alternativo do ARNm o qual é submetida resulta em uma proteína quase 50% menor que a original (66 kDa), sendo idêntica a a₁ até o resíduo Gly⁵⁵⁴ seguida por 27 aminoácidos que formam a região C-terminal, enquanto que a₁ full-length estende-se por mais 469 aminoácidos. Ainda assim, suas propriedades básicas como atividade ATPásica e transporte iônico foram evidenciadas.¹

Importância fisiológica e regulação
Qual a real relevância de diferentes isoformas terem sido geradas durante a evolução? Esta intrigante questão ainda permanece pouco compreensível, sobretudo devido a relativamente recente descoberta de tais isoformas e a possibilidade de novas existirem. Ademais, a plausível interação entre isoformas da subunidade a e de b (três até o momento) compreende uma intrincada complexidade funcional das isoenzimas formadas. No entanto, algumas respostas vêm sendo gradativamente fornecidas à medida que as pesquisas avançam na caracterização das propriedades enzimáticas das isoenzimas.

A baixa afinidade aparente ao Na⁺ e ao K⁺ da isoforma a₃, por exemplo, parece ser uma adaptação evolutiva à demanda fisiológica de células excitáveis. Em neurônios, ela funcionaria de forma significativa após a despolarização e gênese de potenciais de ação, quando os gradientes de concentração estariam alterados, enquanto a₁ e/ou a₂ estariam atuando em níveis máximos. Portanto, a₃ agiria como "bomba de reserva" na restauração do potencial de repouso. Sua alta afinidade pelo ATP, outrossim, contribuiria para utilização de pequenas quantidades do nucleotídio, que estaria sendo consumido por intensa atividade neuronal. Esse mesmo raciocínio parece válido para condrócitos, que recuperar-se-iam de flutuações dos níveis iônicos (mormente Na⁺) causadas por ação mecânica em articulações.⁹² Por outro lado, a₂ estaria associada a captação de K⁺ do meio extracelular. Após séries de potenciais de ação, o aumento da concentração deste íon no líquido intersticial seria anulado pela rápida interceptação de a₂ de astrócitos e oligodendrócitos, impedindo uma eventual despolarização indesejada.

A importância fisiológica das isoformas pode também ser considerada a partir da forma como elas são ajustadas mediante a condições fisiológicas ou patológicas diversas.

Ontogênese
A regulação ontogênica da Na⁺/K⁺-ATPase é bastante estudada no rato.⁴⁶ Em vários tecidos é observado aumento da expressão de isoenzimas em função do desenvolvimento.

Nos rins há duplicação do número de Na⁺/K⁺-ATPases, isoforma a₁, predominantemente até a terceira semana pós- natal, com estreita correlação entre os valores de atividade enzimática, quantidade de a₁ imunorreativa e de ARNm.^36,58 No sistema nervoso central o período de incremento da densidade Na⁺/K⁺-ATPásica é semelhante. Entretanto, o aumento é manifestamente maior - tanto a atividade Na⁺/K⁺-ATPásica⁷⁴ quanto a ligação à [³H]ouabaína⁷³ aumenta cerca de 10 vezes durante essa fase, assim como os níveis protéicos⁷⁴ e de ARNm⁵⁸ das isoenzimas. A isoforma a₃ é a mais abundante no cérebro do feto, enquanto que no adulto as três isoformas são quantitativamente equivalentes.⁹³ Estruturas encefálicas distintas parecem contribuir diferentemente para o aumento da quantidade de isoformas. Assim, por exemplo, isoformas de alta afinidade à ouabaína apresentam maior taxa de aumento no tronco cerebral comparado aos hemisférios cerebrais, em contraste com o que ocorre para a₁.

³⁶ No músculo esquelético o ARNm de a₁ é predominante no feto, mantendo níveis constantes até a idade adulta. Por outro lado, o ARNm de a₂, minoritário no feto, aumenta cerca de 10 vezes transformando a₂ na isoforma predominante no adulto.⁵⁸ Um dos casos mais interessantes acontece no ventrículo de ratos. A isoforma a₁ é a de maior expressão no coração em todas as faixas etárias do rato. Há, entretanto, uma mudança no perfil de expressão de a₂ e a₃ cardíacos. No feto e no neonato a expressão da isoforma a₃ é maior que a de a₂, sendo posteriormente trocado este padrão no tecido adulto.^1,37 O mesmo padrão é verificado para o ARNm.⁵⁸ A isoforma a₃, em adultos, somente é encontrada no tecido condutor cardíaco. No adulto, a expressão de isoenzimas de alta afinidade (a₂ + a₃) é quase 4 vezes menor que na etapa perinatal.^1,36

Agentes endógenos
Várias substâncias produzidas com o papel de controle das funções do organismo, como hormônios, neurotransmissores, fatores de crescimento, etc., também desempenham um papel fundamental na modulação da atividade e expressão diferencial das isoformas da Na⁺/K⁺-ATPase.^18,63 A regulação neste caso envolve processos de curta duração, quando abrange respostas à ingestão salina, estresse ou exercício físico, ou de longa duração, necessários para períodos de crescimento ou reparo celular.¹⁸ Devido a enorme variedade de fatores endógenos existentes, à seguir serão apenas destacadas as ações de um número restrito de substâncias, já que a revisão extensa desse tópico foge ao nosso propósito.

A aldosterona, corticóide secretado pelo córtex adrenal, foi o primeiro hormônio a ser estudado por sua indiscutível ação sobre a Na⁺/K⁺-ATPasease localizada nas células da região distal do néfron, apesar de suas ações corresponderem também a outros órgão. A atividade Na⁺/K⁺-ATPásica de células epiteliais renais tratadas in vitro com esse mineralocorticóide sofre rápida estimulação, normalmente pelo aumento do número de Na⁺/K⁺-ATPases ativas * seja pela inserção de enzimas pré-formadas na membrana celular ou ativação de inativas já presentes.^21,77 O aumento tardio da atividade Na⁺/K⁺- ATPásica está relacionado a conhecida interação do esteróide com seu receptor intracelular, migração ao núcleo celular e a estimulação da transcrição genética pelo complexo formado.²⁹ Em geral, a transcrição estimulada é a da isoforma a₁, contudo, no hipocampo de rato foi revelada exclusivamente a elevação da quantidade de ARNm da isoforma a₃.¹⁹ Além de seus efeitos notórios sobre a homeostase de carboidratos, a insulina coopera para a diminuição das eventualmente elevadas concentrações de K⁺ pós-prandiais, agindo sobre musculatura esquelética, fígado e rins.⁸ A relação direta entre esses mecanismos e a Na⁺/K⁺-ATPase é indubitável. A estimulação de trocadores (e.g., Na⁺/H⁺ e Na⁺- K⁺/2Cl^--) e canais iônicos (canais de Na⁺ dependentes de insulina) confere uma rápida elevação da atividade Na⁺/K⁺-ATPásica devido à elevação da concentração de Na⁺ intracelular.^69,72 Em células do túbulo contornado proximal renal de rato, que expressam basicamente a isoforma a₁, também observou-se aumento da atividade Na⁺/K⁺-ATPásica pelo simples aumento da afinidade aparente ao Na⁺.²⁰ No músculo esquelético de anfíbios e mamíferos, por outro lado, há um recrutamento de enzimas de compartimentos intracelulares.^30,57. O efeito tardio na atividade e expressão das isoformas da Na⁺/K⁺-ATPase foi verificado no músculo liso vascular, no qual há aumento da atividade Na⁺/K⁺-ATPásica e da fração de ARNm da isoforma a₂ ⁹¹ e em astrócitos, onde há indução seletiva tanto da atividade quanto da tradução da proteína referente a a₁.⁴¹ O hormônio L-triiodotironina (T3) atua de forma órgão-específica na estimulação da expressão das isoformas da Na⁺/K⁺-ATPase, agindo não somente sobre a transcrição, mas também sobre o grau de estabilidade do ARNm e de seu transporte até os ribossomos. Assim, no músculo esquelético há indução das isoformas a₂ e b₂, no rim de a₁ e b₁, e no coração de a₂ (preferencialmente), a₁ e b₁ - adulto - e a₂, a₃ e b₁ - neonato.^{6,22,25,59,96} O sistema nervoso central de animais adultos é insensível ao hormônio, mas durante o período perinatal T₃3 influencia tanto enzimas de baixa quanto alta afinidade aos glicosídios cardíacos.⁷⁵ Outros agentes endógenos são igualmente importantes na organização de padrões de expressão adaptativos. A dopamina reduz a reabsorção tubular de Na⁺ no túbulo contornado proximal, ramo ascendente da alça de Henle cortical e tubo coletor, através, em parte, da inibição da Na⁺/K⁺-ATPase basolateral.⁷ Esta operação é mediada por uma fosfoproteína dependente de dopamina e AMPc, ou DARPP-32, que é um inibidor endógeno da proteína fosfatase 1 (PP1). A desfosforilação (e ativação) da Na⁺/K⁺-ATPase pela PP1 é portanto inviabilizada, permanecendo por mais tempo sob a forma inativa (fosforilada).³ A adrenalina, noradrenalina, vasopressina (ADH) e angiotensina II, ao contrário da dopamina, estimulam a atividade Na⁺/K⁺-ATPásica hepática e renal por ação inversa, ou seja, ativação indireta de fosfatase dependente de Ca²⁺-calmodulina (calcineurina).^4,38 Fármacos colinomiméticos (e.g. carbacol) promovem aumento da atividade Na⁺/K⁺-ATPásica em células lacrimais acinares pela translocação de isoenzimas a₁b₁ de compartimentos intracelulares para a membrana plasmática.³⁴

Condições patológicas
A adaptação das isoformas da Na⁺/K⁺-ATPase também ocorre em diversas patologias. Foi observado que a atividade Na⁺/K⁺-ATPásica encontra-se reduzida em vários tecidos do rato diabético, levantando-se a especulação de que algumas complicações da doença poderiam estar relacionadas a este aspecto.³³ A tirotoxicose (doença de Graves), por exemplo, está associada com um aumento do número de bombas de Na⁺ no músculo esquelético de rato, assim como uma alta taxa de turnover da enzima.¹⁷ A desnervação muscular pode também acarretar em diminuição da isoforma a₂.^64,79 Uma alteração da expressão dessa enzima em patologias cardiovasculares parece ter relevância clínica já que vários trabalhos apontam uma diminuição da Na⁺/K⁺-ATPase, específica para determinada isoforma ou não, em pacientes acometidos de insuficiência cardíaca.^13,76 A diminuição da densidade de bombas de Na⁺ no músculo esquelético e cardíaco foi reportada em pacientes cardiomiopatas com insuficiência cardíaca congestiva.⁵⁵ No caso do modelo experimental de cardiomiopatia dilatada induzida por taquicardia supraventricular em suínos, foi observado que a atividade e a densidade da Na⁺/K⁺- ATPase encontram-se diminuídas. Ao visualizar sua distribuição na membrana sarcoplasmática, foi verificado que, em relação ao controle, as Na⁺/K⁺- ATPase localizam-se de maneira microfocal e pouco uniforme e a resposta contrátil aos digitálicos é menor.⁸⁷ O mesmo foi observado em hamsters geneticamente propensos à cardiomiopatia⁵³ e em pacientes com cardiomiopatia dilatada.⁵⁴ Tais alterações poderiam também ter consequências terapêuticas, já que poderiam explicar, pelo menos em parte, a redução da sensibilidade desses pacientes ao tratamento com digitálicos.⁷⁶ Na hipertensão arterial, geralmente acompanhada de hipertrofia cardíaca, observa-se também uma alteração da expressão da Na⁺/K⁺-ATPase tanto no homem quanto no rato. Assim, uma diminuição seletiva da isoforma ?2 foi demonstrada em vários modelos de sobrecarga pressórica em ratos.^16,26,71 Entretanto, ainda não está claro o quanto tal decréscimo constitui uma resposta imediata ao estímulo hipertensivo ou é decorrente da hipertrofia cardíaca que geralmente acompanha o aumento de carga como conseqüência de uma resposta mais tardia e menos específica (ativação do "programa gênico fetal"), ou mesmo possa estar associada a características próprias de determinada espécie ou linhagem animal. Para ilustrar este último caso é oportuno ressaltar que no SHR, modelo de rato geneticamente hipertenso também muito empregado para estudar o fenômeno de hipertrofia cardíaca, esta última aparece antes da hipertensão (estágio pré-hipertensivo), sugerindo que a hipertrofia cardíaca não é consequência inteiramente da sobrecarga hemodinâmica.⁵ Os dados disponíveis no momento sugerem que há uma diminuição seletiva da isoforma a₂ da Na⁺/K⁺-ATPase no coração de ratos hipertensos. Existem indícios de que tal alteração estaria diretamente ligada a elevada sobrecarga e não uma consequência do fenômeno hipertrófico em si. Esta hipótese baseia-se em observações do modelo de hipertensão induzida por angiotensina II, que não acarreta hipertrofia miocárdica,²⁶ dos SHR tratados com diidropiridinas, cuja diminuição da pressão arterial impede a depleção de a₂ cardíaca³⁵ e de ratos transgênicos que expressam a isoforma a₂ humana da Na⁺/K⁺-ATPase, em que há uma diminuição coordenada a medida que a pressão arterial aumenta por meio de infusão de angiotensina II.⁷⁰ Todavia, é pouco provável que a hipertrofia não influencie no padrão de expressão das isoformas.

Diseño del estudio
El estudio tuvo carácter multicéntrico, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, para comprobar el efecto de la administración a largo plazo (6 meses) de enalapril sobre la tolerancia al esfuerzo y la función ventricular derecha en pacientes con CPC.

Se incluyeron 28 pacientes con cor pulmonale crónico. El diagnóstico de CPC se formuló en todos los casos sobre la base de criterios clínicos o ecocardiográficos de fallo o hipertrofia del ventrículo derecho (VD). Los criterios concretos de inclusión/exclusión pueden consultarse en la publicación original.⁸ Todos los pacientes incluidos dieron su consentimiento por escrito, tras ser informados. El protocolo fue aprobado por el comité de ensayos clínicos del Hospital Clínico Universitario. Se administró a cada paciente enalapril o placebo según un protocolo de aleatorización. Las dosis del fármaco a estudio se suministraron comenzando a dosis bajas (2.5 mg de sustancia activa o el placebo equivalente), con aumento gradual cada semana hasta alcanzar la dosis objetivo de 20 mg, si no se presentaban problemas de tolerancia. Se dejó libremente a criterio médico el resto de la medicación.

Se realizó seguimiento a 1, 3 y 6 meses de alcanzada la dosis máxima de fármaco mediante examen analítico (hematimetría y bioquímica completas) de sangre y orina, radiografía de tórax y ECG. Previamente a la administración del fármaco, y al finalizar las 24 semanas de seguimiento, se efectuó en cada paciente ecocardiografía transtorácica bidimensional, ventriculografía isotópica basal y estimulada con dobutamina, estudio de función respiratoria (FEV1, FVC, FEV1/FVC y gasometría arterial respirando aire ambiente) y valoración de la capacidad de esfuerzo mediante el test de 6 minutos caminando.

Estudio estadístico
Los parámetros basales y de seguimiento se analizaron con el empleo de sus medias y desviaciones típicas. Los valores promedio de los parámetros relativos a la capacidad de realizar ejercicio y de función ventricular sistólica derecha, al final del periodo de seguimiento, y los cambios entre los basales y los finales, en el grupo placebo y en el de tratamiento activo se compararon mediante pruebas no paramétricas y la t de Student. El análisis estadístico se realizó con el programa StatView 4.02 (Abacus Concept Inc). La asignación aleatoria (1:1) de los pacientes se realizó automáticamente

Resultados
Pacientes. Se evaluaron un total de 60 pacientes, de los que finalmente se incluyeron 28 (24 varones y 4 mujeres; edad media de 68.11 ± 7.78; rango 51-79) (tabla 1). Dos pacientes varones fallecieron sin completar el estudio; uno por isquemia aguda de extremidades inferiores (del grupo enalapril) y el otro por sepsis secundaria a infección por Pseudomonas aeruginosa de una fístula cutáneo-pleural (del grupo placebo).

Clase funcional. De los pacientes que finalizaron el estudio, 20 estaban en clase funcional II y 6 en clase III (NYHA), en situación basal. La distribución de pacientes fue uniforme en ambos grupos.

La dosis de fármaco administrado fue de 16.15 mg en el grupo de enalapril y de 20 mg en el placebo (tabla 1).

Efectos adversos. Ningún paciente tuvo que abandonar el tratamiento con el fármaco (enalapril o placebo) a consecuencia de efectos adversos graves. El efecto más frecuentemente observado fue la disminución de las cifras de TA en el grupo tratado, aunque fue bien tolerado y ningún paciente precisó reajuste en las dosis. No se observaron casos de tos, ni reacciones cutáneas o edema angioneurótico en el grupo de tratamiento activo.

No hubo cambios en la exploración funcional respiratoria (tabla 2).

Los cambios ecocardiográficos se reflejan en la tabla 3. Muestran una tendencia a la disminución del espesor de la pared del VD y un incremento de la fracción de eyección del VD (FEVD).

Cambios en la ventriculografía isotópica basal. La FEVD al inicio en el grupo placebo fue de 41.8% y de 41.7% en el grupo enalapril. Al final del período de tratamiento fue de 39% y 44.43%, respectivamente (figura 1).

Figura 1. Variación de la FEVD tras 6 meses de tratamiento.

 

La fracción de eyección del VI (FEVI) del grupo placebo al inicio fue de 57.38%, mientras que la del grupo enalapril fue de 58.44%. Al finalizar el estudio fueron respectivamente del 57.2% y 61.60% (tabla 3).

Al final del estudio, la FEVD disminuyó en el grupo placebo un 7.09%, mientras que en el grupo enalapril se produjo un incremento del 6.4%. La diferencia fue del 13.5% a favor del grupo enalapril (figura 2).

Figura 2. Variación de la FEVD, expresada en porcentaje, al final del tratamiento.

 

Ninguna de las diferencias alcanzó significación estadística.

Ventriculografía isotópica con dobutamina. Al finalizar el estudio se observó que todos excepto 2 de los pacientes del grupo placebo estaban en fibrilación auricular al final del período de seguimiento de 6 meses, mientras que tan sólo 2 del grupo de tratamiento activo presentaban esta arritmia. Puesto que esta arritmia era contraindicación para la administración de dobutamina, no pudieron obtenerse datos comparativos.

Cambios en el test de "seis minutos caminando" (tabla 2 y figura 3). Demuestran una mejor tolerancia al esfuerzo en ambos grupos, con tendencia a mejorar más aquellos del grupo enalapril. Las diferencias, sin embargo no alcanzaron significación estadística.

Figura 3. Variación de la capacidad de esfuerzo, expresada en porcentaje, al final del tratamiento.

 

Comentario
Son varios los hipotéticos mecanismos de acción de los IECA en el CPC. En experimentos a corto plazo, la administración de captopril provoca una caída en la PAP o las resistencias pulmonares en pacientes con EPOC,^10,11 así como en las HTP de origen hemodinámico (estenosis mitral),¹² autoinmune,¹³ o idiopática.¹⁴ Pero también hay otros mecanismos sistémicos, pues son capaces de incrementar la natriuresis y consiguientemente disminuir la precarga VD^15,16 así como de reducir la masa ventricular derecha,¹⁷ independientemente de cambios hemodinámicos. De hecho, se ha comprobado que la masa del VI de sujetos hipertensos puede reducirse tanto con antagonistas del calcio como con IECA, mientras la del VD sólo se reduce empleando estos últimos al tiempo que incluso aumenta en los tratados con antagonistas del calcio,¹⁸ efecto que podría estar mediado por acción de las quininas sobre el VD.¹⁹ En este estudio no hemos encontrado diferencias significativas en los parámetros de función respiratoria, renal, espesor de la pared del VI o VD0 y valores de PAP entre los dos grupos, ni dentro de cada grupo entre el principio y final de un periodo de 6 meses de tratamiento. Sin embargo, existe una variación de la FEVD, con una diferencia al final del estudio de un 13% a favor de grupo tratado, respecto del placebo, aunque tal diferencia no resulta estadísticamente significativa.

Lo interesante de estos resultados es que mientras que hay una mejoría global de la FEVD (+6.4%) en el grupo enalapril, en el grupo placebo no sólo no mejora sino que se produce un deterioro al final del estudio de la misma magnitud (-7.09%). Esta diferencia se acompañó además de un incremento en la capacidad de ejercicio de los pacientes tratados, que duplicó la de los sujetos del grupo placebo. Si observamos los datos ecocardiográficos, apreciaremos que esta misma "congruencia" se mantiene. En el grupo enalapril hay disminución (aunque no significativa) del espesor de la pared y del diámetro telediastólico del VD que no se da en el grupo placebo. Sin embargo no hay cambios en la PSAP.

Por otra parte, es importante reseñar la ausencia de efectos secundarios debidos al tratamiento en pacientes hipotéticamente expuestos a la hipotensión y el síncope. Llama la atención que no se registró entre los pacientes con tratamiento activo un aumento en la incidencia de tos.

Aunque las diferencias expuestas no llegan a alcanzar significación estadística, marcan una tendencia congruente hacia la mejoría en el grupo de pacientes tratados con enalapril, expresada por incremento de la capacidad de esfuerzo y sustentada en una mejoría del rendimiento del VD.

La ausencia de significación estadística de los resultados puede obedecer al tamaño muestral, al período de seguimiento, breve para una enfermedad crónica, y al hecho de no haber incluido pacientes con oxigenoterapia domiciliaria para evitar dispersión de los resultados.

En conjunto, la congruencia de los resultados indica que el enalapril asociado al tratamiento convencional del CPC podría contribuir en la prevención el deterioro progresivo de la función sistólica del VD. Estos efectos parecen ejercerse primariamente sobre el músculo cardíaco, ya que no se acompaña de modificaciones en la función respiratoria, gasometría, función renal ni hemodinámica pulmonar.