Óxido nítrico e alterações na reatividade vascular: envolvimento de nitrosotióis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2013.A produção excessiva de óxido nítrico (NO) durante a sepse está relacionada com a disfunção vascular caracterizada por hipotensão e hiporreatividade a vasoconstritores. NO reage rapidamente com resíduos de tiol (-SH) levando à formação de nitrosotióis (R-SNO). Não obstante a sua natureza reversível, a formação de R-SNO em proteínas pode resultar em efeitos duradouros para a sua função. Outra característica importante dos R-SNO é que eles podem transferir NO na presença de tióis livres (mas não com a eficácia de 100%) através da reação conhecida como transnitrosilação Um modelo já descrito pelo nosso laboratório para estudos de S-nitrosilação e disfunção vascular consiste na infusão de doadores de NO que induzem uma redução substancial da função vasoconstritora de forma semelhante ao que ocorre no quadro da sepse. No que se refere ao mecanismo, doadores de NO transferem parte do seu conteúdo de NO para resíduos de tióis de proteínas endógenas. Considerando todas estas informações, neste trabalho investigamos a participação do NO e R-SNO sobre a hiporreatividade vascular à fenilefrina em animais infundidos com nitroprussiato de sódio (SNP) e animais sépticos. Nossos resultados mostram que animais infundidos com SNP apresentam redução substancial e persistente da resposta contrátil à fenilefrina, apesar da pressão arterial média estar dentro de valores normais. Observou-se também que a administração de L-cisteína induz a hipotensão em animais infundidos com SNP. Esta hipotensão é decorrente, pelo menos em parte, da ativação da guanilato ciclase solúvel. Adicionalmente, injeções sucessivas de L-cisteína atenuam a hiporreatividade à fenilefrina. A oxidação prévia de tióis com DTNB previne e reverte a diminuição da resposta pressórica à fenilefrina em animais infundidos com SNP. A oxidação de tióis com DTNB é revertida por DTT restituindo o estado hiporreativo resultante da infusão com SNP. Em animais sépticos, o DTNB também preveniu a hiporreatividade à fenilefrina. Levando em consideração que DTNB não atravessa a membrana plasmática, é provável que os resultados do efeito da oxidação de resíduos de tiol sejam em proteínas localizadas na face externa da membrana. Nossos resultados mostram que a S-nitrosilação de resíduos de tiol e a formação consequente de R-SNO tem papel fundamental na função vascular, contribuindo para a hiporreatividade a vasconstritores. Por conseguinte, a interferência em R-SNO formados na sepse pode ter impacto substancial na melhora da disfunção cardiovascular desta condição.Abstract : The excessive production of nitric oxide (NO) during sepsis is related to vascular dysfunction characterized by hypotension and hyporesponsiveness to vasoconstrictors. NO reacts fast to thiol (-SH) residues leading to the formation of nitrosothiols (R-SNO). Notwithstanding its reversible nature, formation of R-SNO in proteins may cause long-lasting consequences to their function. Another important characteristic of R-SNO is that they can exchange (but not with 100% efficacy) NO when in the presence of free thiols by a reaction known as transnitrosylation. A model has been described by our laboratory for studies of vascular dysfunction similar to those that takes place in sepsis. The model consists of the infusion of NO donors leading to a substantial reduction of vasoconstrictor functionality, similarly to what occurs in the context of sepsis. As for the mechanism, we suggest that the infused NO donor will transfer to thiol residues in endogenous proteins. Considering all this information we have investigated the role of NO and R-SNO on vascular hyporeactivity to phenylephrine in rats infused with sodium nitroprusside (SNP) and in septic animals. Our results show that animals infused with SNP show a substantial and persistent reduction in the contractile response to phenylephrine, despite the blood pressure being within normal values. We also observed that administration of L-cysteine induces hypotension in animals infused with SNP. This hypotension is due, at least in part, to the activation of soluble guanylatecyclase. Successive injections of L-cysteine attenuate the hyporeactivity to phenylephrine in SNP infused rats. Previous oxidation of thiols with DTNB prevents and post-infusion reverts the hyporeactivity to phenylephrine in SNP infused animals. The relevance of the availability of reduced thiols was shown by the demonstration that reduction of DTNB oxidized thiols with DTT promptly recovered the hyporeactivity to phenylephrine caused by SNP infusion. In septic animals, DTNB also prevented the hyporeactivity to vasocontritors. Taking into account that DTNB does not cross the plasma membrane, it is likely that its effect results from the oxidation of thiol residues in proteins located at the external face of the membrane. Our results show that possibly S-nitrosylation of thiol residues in proteins and the consequent formation of R-SNO have a critical role in the vascular function, contributing to the hyporeactivity to vasoconstrictors. Therefore, interference with R-SNO formed in sepsis may have a substantial impact on improving cardiovascular dysfunction in this condition