DISFUNÇÃO ENDOTELIAL E MICROALBUMINURIA EM DIABETES MELLITUS TIPO 1

Artículo completo
Aspectos gerais

A importância do endotélio no corpo humano está relacionado à sua grande extensão e suas múltiplas funções biológicas, tais como: regulação do tônus vascular, proliferação celular, modulação da agregação plaquetária e da coagulabilidade plasmática através da produção de substâncias coagulantes e anticoagulantes, modulação da fibrinólise e da adesão e ativação de leucócitos e citocinas.¹

A disfunção endotelial é a manifestação mais precoce do patologia vascular, decorrendo do desequilíbrio entre os fatores de relaxamento e os de contração, entre mediadores anti e pró-coagulantes ou de fatores de promoção e inibição do crescimento de células musculares lisas. Entre as principais substâncias sintetizadas pelo endotélio se encontra o NO (óxido nítrico), que é um importante mediador da integridade da função endotelial devido às suas propriedades vasodilatadoras, anti-proliferativas e antiinflamatórias.² O NO inibe a adesão de leucócitos, diminui a expressão de moléculas de adesão celular como a VCAM-1, efeitos em parte atribuídos à inibição da transcrição do fator NF-κB (fator nuclear κB).³ A disfunção endotelial ocorre quando essas propriedades, em estado basal ou após estímulo, são inadequadamente modificadas não permitindo a função vascular normal. A disfunção endotelial pode não ter manifestações clínicas como pode também se apresentar como vasoespasmo, formação de trombos ou de placas ateroscleróticas, ou mesmo como re-estenose.¹

Fatores de risco como dislipidemia, tabagismo e diabetes desencadeiam o processo aterosclerótico inicialmente pela simples ativação endotelial e posteriormente pela sua disfunção. Os mecanismos da disfunção endotelial e complicações vasculares precoces em diabetes são multifatoriais e não estão bem caracterizados. Estudos têm sido desenvolvidos visando a compreender o papel da hiperglicemia e da duração do diabetes na patogênese da disfunção endotelial.^4,5

Disfunção endotelial e hiperglicemia

Grandes estudos clínicos demonstraram que a hiperglicemia tem papel importante na patogênese das complicações microvasculares, seja em diabetes tipo 1 ou tipo 2.^6,7 Contudo, tem sido questionado se a hiperglicemia moderada poderia per se alterar a função endotelial.⁸ Por outro lado, foi demonstrado que vasodilatação dependente de endotélio está comprometida em pacientes com diabetes de curta duração não complicados e que a hiperglicemia, na ausência de outros fatores, de forma aguda, diminui a vasodilatação dependente de endotélio em indivíduos não diabéticos.^5,9 Lekakis et al. demonstraram que pacientes com bom controle metabólico (HbA_1c < 6%) apresentaram tendência a maior vasodilatação mediada por fluxo que os pacientes com pior controle (7.5 ± 6.8 vs. 4.6 ± 7.2%, p = ns). Além disso, quando comparados com o grupo controle de indivíduos saudáveis, apenas pacientes com HbA_1c > 6% apresentaram menor vasodilatação endotélio-dependente (p = 0.008).¹⁰ Em estudo envolvendo crianças e adolescentes com diabetes de curta duração (< 5anos), nós observamos correlação positiva entre HbA_1c e o percentual de aumento do fluxo sanguíneo durante o teste de hiperemia reativa (r = 0.53; p = 0.02), resposta vascular que avalia a vasodilatação dependente de endotélio.¹¹ Essa correlação aparentemente paradoxal pode ser justificada por mecanismos que envolvem a relação entre hiperglicemia e a respostar vascular endotelial. É importante ressaltar que hiperglicemia de longa duração aumenta a atividade da óxido nítrico sintetase (NOS) em corações de ratos.¹² Além disso, Cosentino et al. também demonstraram que a síntese e liberação de óxido nítrico não diminuem após a exposição a altas concentrações de glicose.¹³ Recentemente, foi observada acentuada alteração na produção de NOS e na função da NOS III em diabetes, em estudo experimental.¹⁴ Considerando que a HbA_1c representa o controle glicêmico dos últimos três meses e que a hiperglicemia crônica pode modificar a ação da óxido nítrico sintetase também em vasos humanos, a “aparente normalidade” da vasodilatação mediada por endotélio poderia refletir um fenômeno adaptativo e precoce da disfunção endotelial. Contudo, vale ressaltar que nosso estudo e outros que demonstraram aumento da vasodilatação dependente de endotélio incluíram pacientes com diabetes tipo 1 sem complicações, nos quais ainda não existe doença vascular sintomática.

Duração do diabetes e disfunção endotelial

A correlação entre presença de disfunção endotelial e duração de diabetes ainda não está bem estabelecida. Estudos que avaliaram a função endotelial, através da ultra-sonografia da artéria braquial, demonstraram que pacientes com diabetes tipo 1, com ampla variação no tempo de doença podem desenvolver disfunção endotelial na primeira década desde o início da doença.^15,16 Estudo experimental com um modelo animal de diabetes insulino-dependente demonstrou que a vasodilatação mediada por endotélio não estava comprometida na doença de curta duração.¹⁷ Em estudo que avaliou espessamento médio-intimal de carótidas e função endotelial de 31 adolescentes com diabetes tipo 1, com duração de doença de 6.8 ± 3.9 anos, observou-se correlação direta entre com níveis glicêmicos (r = 0.58; p = 0.001) e inversa com a duração do diabetes (r = -0.4; p = 0.02).¹⁶ Em nosso estudo que envolveu pacientes com, diabetes tipo 1 (DM1), média de idade 13.4 ± 3.3 anos (variação de 7 a 18 anos), com curta duração de doença (2.9 ± 1.2; variação 0.7 a 4.9 anos), também não foi observada diferença na vasodilatação mediada por fluxo endotélio dependente (10.9 ± 2.0% vs. 11.2% ± 2.4%; p = 0.34) quando comparados com controles saudáveis pareados por idade (13.5 ± 3.5 anos,variação de 7 a 18 anos). É importante chamar atenção que os pacientes incluídos no nosso estudo apresentavam perfil lípidico normal com nível médio de colesterol total, LDL-colesterol e triglicérides de 174.5 ± 28.0 mg/dl, 110.5 ± 27.2 mg/dl e 60.2 ± 27.3 mg/dl, respectivamente (dados não apresentados). Assim, a curta duração do diabetes e a ausência de outros fatores de risco associados como dislipidemia, podem justificar a também a ausência da disfunção endotelial nessa população.¹¹ Contudo, existe uma grande controvérsia no que se refere ao momento exato em que a disfunção endotelial se torna manifesta no diabetes tipo 1. No estudo de Jarvisalo et al. foi observado menor percentual da vasodilatação mediada por fluxo em crianças com diabetes tipo 1 (idade = 11 ± 2 anos) comparado com controles e que naquelas crianças com DM1 que apresentaram disfunção endotelial definida pela vasodilatação no decil mais baixo para crianças normais, também foi observado maior espessamento da íntima em carótidas.¹⁵ Por outro lado, vale ressaltar que os pacientes do estudo de Jarvisalo et al tinham duração de DM1 de 4.4 ± 2.9 anos, ou seja incluindo crianças com mais de 5 anos de duração de doença e que aqueles que apresentaram disfunção endotelial apresentavam também níveis mais altos de LDL-colesterol que as crianças com diabetes e função endotelial normal.¹⁵

O mecanismos relacionados a precocidade da disfunção endotelial e de rápida progressão da aterosclerose em diabetes são multifatoriais e ainda não estão totalmente definidos. O aumento de proteínas plasmáticas de fase aguda da resposta inflamatória tem sido descrito em pacientes adultos com diabetes tipo 1 e 2.^18,19 Em estudo envolvendo 45 jovens pacientes com DM1 (idade = 14.1 ± 4.6 anos), nos observamos que esses indivíduos apresentaram valores mais elevados da média (1.7 ± 2.2 vs. 1.0 vs. 1.6 mg/l) e da mediana (0.67 vs. 0.28 mg/l) de proteína C reativa de alta sensibilidade (PCRas) que os indivíduos controles pareados por idade (14.6 ± 3.9 anos) e índice de massa corpórea. Vale ressaltar que nesse estudo também foi observada uma correlação positiva entre PCRas e duração do diabetes (r = 0.32; p = 0.028).²⁰ Essa correlação entre PCRas e duração da doença sugere que a informação sobre o estado inflamatório sub-clínico, mesmo em pacientes jovens e com curta duração de doença (5.6 ± 4.1 anos) pode ter grande importância clínica, uma vez que a aterosclerose e a agressão vascular se iniciam na infância.²²

Disfunção endotelial e microalbuminúria

Microalbuminúria é um marcador precoce de nefropatia em diabetes. A associação entre disfunção endotelial e microalbuminúria tem sido demonstrado em vários estudos. Dogra et al. avaliaram a função endotelial de indivíduos adultos (idade > 40 anos) com diabetes tipo 1 normoalbuminúricos e microalbuminúricos comparados com indivíduos saudáveis e demonstraram que a vasodilatação (VMF) mediada por fluxo foi menor em pacientes diabéticos microalbuminúricos (3.2 ± 0.3%) comparados com os normoalbuminúricos (5.4 ± 0.6%) e indivíduos controles (7.9 ± 0.6%). Na análise de regressão múltipla, a presença de diabetes e a razão entre albumina urinária e creatinina se mostraram independente correlacionadas com a VMF.⁹ Em estudo prospectivo, caso-controle, Verroti et al. avaliaram, durante oito anos, os níveis plasmáticos do fator de von Willebrand (vWF), do pro-fator von Willebrand (pro-vWF) e microalbuminúria em crianças com diabetes tipo 1. Os pacientes (casos) foram divididos em grupo A, composto por 83 pacientes sem microalbuminúria, e o grupo B por 19 pacientes que durante o seguimento desenvolveram microalbuminúria persistente > 20 μg/min em duas coletas de três realizadas em 24 horas. O grupo controle foi composto por 80 crianças saudáveis pareadas por sexo idade. O grupo B apresentou aumento significativo (p < 0.001) do fator de von Willebrand que surgiu durante os três primeiros anos e precedeu a microalbuminúria persistente. Além disso, na análise multivariada, foi observada uma associação entre aumento da taxa de excreção de albumina, vWF e seu propeptídeo precedendo em dois anos o desenvolvimento de microalbuminúria persistente, não sendo observada associação entre esses marcadores plasmáticos de agressão endotelial e pressão arterial, hemoglobina glicada ou duração da doença.²² Em nosso estudo que envolveu pacientes diabéticos com curta duração de doença, embora não tenha sido demonstrada diferença entre a vasodilatação mediada por fluxo do grupo de diabéticos e do de controles normais, foi observada correlação negativa entre microalbuminúria (> 20 mg/24 h) e o percentual de aumento de fluxo na hiperemia reativa (r = -0.5; p = 0.04).¹¹ Esse dado se torna muito relevante, pois a despeito da “possível ausência” de disfunção endotelial nesse grupo de crianças e adolescentes com diabetes tipo 1, o nível da excreção de microalbuminúria se associou com alteração na função endotelial. Além disso, enfatiza o papel da microalbuminuria como um marcador muito precoce de lesão vascular o que pode sugerir a sua inclusão no acompanhamento de jovens pacientes com diabetes tipo 1, mesmo com duração de doença inferior a cinco anos.

No que se refere à extrapolação desses dados para prática clínica, a correlação entre microalbuminúria e disfunção endotelial pode explicar também associação entre microalbuminuria e o desenvolvimento de complicações vasculares extra-renais.²³ Em estudo que avaliou o desenvolvimento de síndrome cardio-renal em 93 pacientes com diabetes tipo1 divididos em grupos de: excreção normal de albumina, microalbuminúria, proteinúria e insuficiência renal crônica, foi observada correlação negativa entre taxa de filtração glomerular com marcadores séricos de disfunção endotelial. Além disso, também foi observada que a massa do ventrículo esquerdo se mostrou correlacionada com marcadores de disfunção endotelial e estágio da doença renal.²⁴ Mecanismos que expliquem a associação entre disfunção endotelial, e microalbuminuria e sua evolução para doença renal tem sido sugeridos. A disfunção endotelial, em tese, pode alterar a excreção de albumina, diretamente pelo aumento da pressão glomerular ou pelo enfraquecimento da sua membrana basal e indiretamente por influenciar a função parácrina de células epiteliais e mesangias glomerulares.⁸ Outro possível mecanismo envolvido seria a lesão do glicocálice (camada glicoproteica que envolve praticamente todas as células) endotelial. Estudo recente demonstrou o volume do glicocálice se mostrou progressivamente menor em pacientes diabéticos com microalbuminúria (0.2 ± 0.1), quando comparados com os normoalbuminúricos (0.8 ± 0.4 ) e indivíduos controles (1.5 ± 0.1) (p < 0.0%).²⁵

O estado inflamatório sub-clínico também poderia, ainda que parcialmente explicar a associação entre microalbuminúria e complicações extra-renais. Em estudo que avaliou 23 jovens pacientes (idade < 18 anos) com recente diagnóstico de DM1 (< 6 semanas), observou-se aumento de interleucina-6, fator –alfa de necrose tumoral e proteína C reativa o desde momento da inclusão dos pacientes no estudo, bem como de marcadores de estresse oxidativo e de ativação plaquetária.²⁶ Estudo recente demonstrou que marcadores séricos de inflamação e disfunção endotelial se mostraram mais elevados em pacientes com diabetes tipo 1 com complicações vasculares quando comparados com os sem complicação, e que, mais uma vez a duração da doença se mostrou como marcador independente da resposta inflamatória.²⁷

Outro aspecto a ser considerado é a perspectiva de intervenções terapêuticas visando a minimizar a disfunção endotelial e possivelmente a evolução de doença renal em pacientes diabéticos com microalbuminúria. Dogra et al. através de estudo duplo-cego, randomizado e cruzado, avaliaram a função endotelial de 16 pacientes com DM1 e microalbuminúria que receberam 40 mg de atorvastatina ou placebo durante 6 semanas seguidas de 4 semanas de “washout”, sendo observado melhora da vasodilatação mediada por fluxo no grupo que fez uso da atorvastatina quando comparado ao placebo (+1.8% vs. -0.4%; p = 0.007).²⁸ Tendo em vista os possíveis mecanismos que envolvem a associação entre disfunção endotelial e microalbuminúria, esses dados sugerem uma ação pleiotrópica das estatinas, podendo ser justificada por diminuição do estresse oxidativo e da resposta inflamatória.

Conclusão

A disfunção endotelial, identificada por testes de resposta vascular a estímulos mecânicos ou químicos, bem como pela dosagem de marcadores séricos tem se mostrado associada ao processo aterosclerótico, mesmo em indivíduos não diabéticos. Nos indivíduos diabéticos, a hiperglicemia, com maior produção de radicais livres e aumento do estresse oxidativo pode favorecer a maior agressão endotelial. A estreita correlação entre aumento da excreção de albumina, mesmo em fase inicial (microalbuminúria) e disfunção endotelial fortalece a importância da microalbuminúria como marcador precoce de aterotrombose, também em pacientes jovens e com curta duração de doença.

O melhor entendimento de mecanismos que envolvam essa associação, bem como a realização de estudos longitudinais que estabeleçam definitivamente a causalidade entre disfunção endotelial e microalbuminúria poderá abrir perspectivas terapêuticas que visem a minimizar, ou mesmo interromper a agressão vascular na sua fase mais precoce e assim prevenir o aparecimento de complicações vasculares.

Bibliografía del artículo
1. Rubanyl GM. The role of endothelium in cardiovascular homeostasis and diseases. J Cardiovasc Pharmacol 1993; 22(Suppl 4):S1-14.
2. Kawashima S. The two faces of endothelial nitric synthase in the pathophysiology of atherosclerosis. Endothelium 2003; 11:99-107.
3. Janssen-Heininger YM, Poynter ME, Baeuerle PA. Recent advances towards understanding redox mechanisms in the activation of nuclear factor kappaB. Free Radic Biol Med 2000; 28(9):1317-27.
4. Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complication. Nature 2001; 414:813-820.
5. Giuliano D, Marfella R, Coppola L et al. Vascular effects of acute hyperglycemia in humans are reversed by L-arginine. Evidence for reduced availability of nitric oxide during hyperglycemia. Circulation 1997; 95(7):1783-90.
6. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. The effect of intensive treatment of diabetes and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus. N Engl J Med 1993; 329:977-86.
7. Unidet Kingdom Prospective Diabetes study (UKPDS). Relative efficacy of randomly allocated diet, sulphonylurea, insulin or metformin in patients with newly diagnosed non-insulin dependent diabetes followed for three years. BMJ 1995; 329:83-88.
8. Schalkwijk CG, Stehouwer CD.Vascular complications in diabetes mellitus: the role of endothelial dysfunction. Clin Sci 2005; 109(2):143-59.
9. Dogra G, Rich L, Stanton K, Watts GF. Endothelium-dependent and independent vasodilation studies at normoglycaemia in type 1 diabetes mellitus with and without microalbuminuria. Diabetologia 2001; 44:593-601.
10. Lekakis J, Papamichel C, Anastasiou H, et al. Endothelial dysfunction of conduit arteries in insulin-dependent diabetes mellitus without microalbuminuria. Cardiovasc Res 1997; 34(1):164-8.
11. Ladeia AM, Ladeia-Frota C, Pinho L, Stefanelli E, Adan L. Endothelial dysfunction is correlated with microalbuminuria in children with short-duration type 1 diabetes. Diabetes Care 2005; 28(8):2048-50.
12. Rosen P, Ballausen T, Stockklauser K, Honack C. Influence of glucose and diabetes on the endothelial NO-synthase. Diabetologia 1995; 38:A48.
13. Cosentino F, Hishikawa K, Katusic ZS, Lüscher TF. High glucose increases nitric oxide synthase expression and superoxide anion generation in human aortic endothelial cells. Circulation 1997; 96:25-28.
14.Hink U, Li H, Mollnau H, Oelze M, Matheis E, Hartmann M, et al. Mechanisms underlying endothelial dysfunction in diabetes mellitus. Circ Res 2001; 88:14-22.
15. Järvisalo M, Raitakari M, Toikka J, Putto-Laurila A, Rontu R, Laine S, et al. Endothelial dysfunction and increased arterial intima-media thickness in children with type diabetes. Circulation 2004; 109(14):1750-1755.
16. Singh TP, Groehn H, Kazmers A. Vascular function and carotid intimal-medial thickness in children with insulin-dependent diabetes mellitus. J Am Coll Cardiol 2003; 41(4):661-5.
17. Brands MW, Sharyn MF. Acute endothelium-mediated vasodilation is not impaired at the onset of diabetes. Hypertension 1998; 32:541-547.
18. Pickup JC, Mattock MB, Chusney GD, Burt D. NIDDM as a disease of innate immune system: association of acute-phase reactants and interleukin-6 with metabolic syndrome X. Diabetologia 1997; 40:1286-1292.
19. Pradhan AD, Manson MB, Rifai N, Buring Je, Ridker PM. C-reactive protein, interleukin 6, and risk of developing type 2 diabetes mellitus. JAMA 2001; 286:327-334.
20. Ladeia, AM, Stefanelli E, Ladeia-Frota C, Moreira A, Hiltner A, Adan L. Association between elevated serum C-reactive protein and triglyceride levels in young subjects with type 1 diabetes. Diabetes Care 2006; 29(2):424-6.
21. Jarvisalo MJ, Harmoinen A, Hakanen M, Paakkunainen U, Viikari J, Hartiala J, Lehtimaki T, Simell O, Raitakari O: Elevated serum C-reactive protein levels and early changes in healthy children. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2002; 22:1323-1328.
22. Verrroti A, Greco R, Basciani F, Morgese G, Chiarelli F. Von Willebrand factor and its propeptide in children with diabetes. Relation between endothelial dysfunction and microalbuminuria. Pedriatric Research 2003; 53(3):382-6.
23. Stehouwer CDA, Donker AJM. Urinary albumin excretion and cardiovascular disease risk diabetes mellitus: is endothelial dysfunction the missing link. J Nefrol 1993; 6:72-93.
24. Shestakova MV, Jarek-Martynova IR, Ivanishina NS et al. Role of endothelial dysfunction in the development of cardiorenal syndrome in patients with type 1 diabetes mellitus.Diabetes Res Clin Pract 2005 Jun; 68(Suppl1):S65-72.
25. Nieuwdorp M, Mooij HL, Kroon J et al. Endothelial glycocalyx damage coincides with microalbuminuria in type 1 diabetes. Diabetes 2006; 55(4):1127-32.
26. Davi G, Chiarelli F, Santilli F et al. Enhanced lipid peroxidation and platelet activation in the early phase of type 1 diabetes mellitus: role of interleukin-6 and disease duration. Circulation 2003; 107(25):3199-203.
27. Targher G, Bertolini L, Zoppini G, Zenari L, Falezza G. Increased plasma markers of inflammation and endothelial dysfunction and their association with microvascular complications in Type 1 diabetic patients without clinically manifest macroangiopathy. Diabet Med 2005; 22(8):999-1004.
28. Dogra GK, Watts GF, Chan DC, Stanton K. Statin therapy improves brachial artery vasodilator function in patients with Type 1 diabetes and microalbuminuria. Diabet Med 2005; 22(3):239-42.