Politiques de prise en charge de l‟usage de drogues parmi les détenus

Muitos danos teciduais envolvidos na progressão de diversas doenças estão associados à modulação do estresse oxidativo, e das suas vias reguladoras. No tocante às complicações e à manifestação clínica do diabetes, evidencias apontam para uma estreita relação entre o estresse oxidativo e a inibição das vias de sinalização intracelular que são ativadas em resposta ao estímulo com insulina (123). O conceito de estresse oxidativo elaborado por Sies (1988) (124), é definido como um desequilíbrio na geração de moléculas pró-oxidantes, que levam a formação de EROs e ERNs. Além disso, fatores que defendem o organismo dos efeitos danosos dos radicais livres, os antioxidantes, também estão relacionados com este

desequilíbrio. Desta forma, o estresse oxidativo é resultado de um distúrbio no balanço entre moléculas pró-oxidantes e antioxidantes, com o favorecimento do efeito danoso causado pelas moléculas pró-oxidantes.

Neste sentido, o estresse oxidativo pode ser resultado de dois importantes fatores: a diminuição dos níveis antioxidantes endógenos e o aumento exacerbado na produção de espécies reativas. No primeiro caso, as principais fontes de compostos antioxidantes estão relacionadas principalmente com a ação das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GSH-Px). Mutações nestas enzimas afetam drasticamente suas atividades defensoras, além disso, outros fatores como depleção por toxinas, como xenobióticos por exemplo, além de deficiência na dieta mineral (Zn2+_{, Mg}2+_{, Fe}2+_{, Cu}2+_{), comprometem a atividade das}

mesmas. Por outro lado, o aumento na produção das espécies reativas pode estar relacionado com a ativação excessiva do sistema natural de produção de EROs e ERNs por vias celulares específicas, como por exemplo o que ocorre na ativação inapropriada de células fagocíticas em doenças inflamatórias crônicas (80).

O diabetes mellitus, caracteriza-se por anormalidades metabólicas como hiperlipidemia, aumento de ácidos graxos livres, resistência à insulina e a elevada produção de superóxido, entretanto, o principal fator associado ao desenvolvimento do processo de estresse oxidativo é a hiperglicemia prolongada (125). Esta condição compromete a longo prazo células de todos os tecidos, sendo que, as principais complicações no diabetes estão relacionadas aos mecanismos que ocorrem no interior celular, e mais especificamente nas células que não são capazes de reduzir o transporte interno de glicose de maneira eficiente, sendo as principais, células endoteliais e mesangiais (126, 127).

Sob condições de hiperglicemia, os dois fatores mais importantes de geração de EROs, e seus consequentes danos oxidativos ocorrem por meio das mitocôndrias e das NADPH oxidases, que são complexos enzimáticos ligados à membrana voltados para o meio extracelular. Munusamy et al (2009) (65)propuseram que a geração de superóxido mitocondrial estimulado por hiperglicemia levou a lesões celulares renais, além de eventos secundários como diminuição nos níveis de ATP e perda de viabilidade celular. Guzik et al (2002) (66), demonstraram aumento significativo na produção de superóxido pela expressão exacerbada de NADPH oxidase e NO sintase endotelial em vasos sanguíneos de pacientes com diabetes tipo

2, sugerindo ser essa relação mediada por um possível efeito pela via de sinalização da PKC (proteína quinase C).

As complicações microvasculares no diabetes estão relacionadas a danos provenientes da oxidação da glicose no interior das células. Tais complicações, têm sido associadas a uma complexa rede de pelo menos quatro principais mecanismos independentes, os quais, funcionam como parte de um todo para o entendimento do papel do estresse oxidativo na ativação de importantes vias reguladoras da patogênese do DM, e serão descritas brevemente a seguir.

O primeiro mecanismo refere-se a via do poliol, e foi descrito por Gabbay et al (1966) (128) demonstrando neuropatia em animais diabéticos pela elevação de sorbitol no nervo periférico e medula espinhal. Nessa via, a enzima aldose redutase é o principal elemento de redução de aldeídos tóxicos às células para inativação de moléculas de álcool. Entretanto, em condição de hiperglicemia, sua função enzimática vai além, e passa a reduzir a glicose em sorbitol, que mais tarde é oxidado em frutose, pela enzima sorbitol desidrogenase (SDH) num processo que consome o cofator NADPH, alterando a relação NADP+_{/NADPH. O NADPH é essencial para a}

regeneração da glutationa reduzida (GSH), um importante antioxidante intracelular. Sendo assim, conforme a revisão de Chandra et al (2002) (129) e Brownlee (2005) (31), com a diminuição do NADPH, ocorre o aumento na glutationa oxidada (GSSG), induzindo o estresse oxidativo nessa condição. A figura 2 esquematiza a via do poliol.

As NADPH oxidases são importantes fontes de geradoras de radicais livres nas células. Tais proteínas de membranas, tem como principal função transferir os elétrons para o interior celular, acoplando-os ao oxigênio molecular, gerando radicais livres, sendo o principal deles o ânion superóxido (O2-) (129). O aumento da geração

de sorbitol pela via de poliol está associada à complicações secundárias do diabetes como cataractogênese, retinopatia, neuropatia e doenças cardiovasculares (130).

Aproximadamente uma década depois da descrição da via de poliol, um segundo mecanismo descrito estava relacionado ao entendimento de que a oxidação da glicose também leva a produção intracelular de precursores dos AGEs (Produtos Finais de Glicação Avançada - Advanced Glycation End-products), os quais, são

gerados por rearranjos de Amadori, pelo ácido ascórbico e outros carboidratos incluindo a frutose (131).

A formação das AGEs é descrita na literatura como uma das principais teorias que explicam como a hiperglicemia crônica promove as diversas complicações observados no DM1, desencadeadas pela ação do estresse oxidativo, principalmente as complicações vasculares, sendo de grande importância o entendimento de seu metabolismo e vias de formação (132).

Os AGEs, como o próprio nome indica, são produtos originados a partir de uma complexa reação de glicação. Seus efeitos danosos estão relacionados a sua capacidade de promover alterações morfofuncionais nas principais estruturas das biomoléculas, gerando radicais livres, estresse oxidativo e aumento de mediadores inflamatórios (133).

Basicamente, os AGEs constituem uma grande variedade de compostos biologicamente ativos, resultantes da ligação não enzimática entre açúcares redutores ou lipídeos oxidados e proteínas, aminofosfolipídeos ou ácidos nucléicos, de forma irreversível, a qual, se depositam no plasma e tecidos (134).

O processo de formação dos AGEs pode ser subdividido em três etapas inicial, intermediária e tardia. Na etapa inicial ocorre a formação de uma base de Schiff instável, através de uma reação não enzimática de condensação do grupo carbonila da glicose com o grupo amina de um aminoácido suscetível à reação. Na sequência, Figura 2: Via do poliol. Adaptado de Brownlee (2005) (4).

a bases de Shiff são convertidas em uma estrutura com maior estabilidade, porém, ainda reversível (em caso de normalização do estado hiperglicêmico), através de rearranjos bioquímicos lentos, conhecidas como produtos de Amadori, caracterizando os produtos iniciais dessa reação de glicação (reações de Maillard). Os produtos finais de glicação avançada (AGEs) são então gerados, a partir da formação dos produtos de Amadori, quando, em ocasião da manutenção de um estado hiperglicêmico no organismo, tais produtos continuam apresentando ainda mais reatividade no seu grupamento carbonila, os quais, se condensam com outros grupos aminas primários (134, 135).

Na etapa intermediária, observa-se um mecanismo alternativo de formação de AGEs, o qual, se baseia na geração de compostos dicarbonílicos metilglioxal e glioxal no meio intracelular. Tais compostos são propagadores ainda mais reativos do que os produtos iniciais decorrentes da glicólise ou auto oxidação da glicose e da lipoxidação, respectivamente (136).

Vale ressaltar a geração de EROs durante as reações de formação endógena dos AGEs, os quais, estão fortemente relacionados aos danos biomoleculares e complicações de micro e macroangiopatia observadas no DM1. Coughlan et al (2009) (137), demonstraram que a hiperglicemia crônica induz a ligação AGE-RAGE e estimula a geração excessiva de superóxido mitocondrial, aumentando consequentemente a formação de EROs, e amplificando os efeitos deletérios mitocondriais observados na nefropatia diabética.

Na fase tardia, os AGEs formados em reações de oxidação, desidratação e ciclização são caracterizados como compostos biologicamente irreversíveis, e permanecem ligados às proteínas mesmo em casos onde ocorra a normalização da hiperglicemia. Os principais deles já descritos em humanos são: carboximetil-lisina, pentosidina e pirralina (138). A figura 3, pág. 49, esquematiza as etapas de formação dos AGEs.

Existem ainda, três mecanismos básicos pelos quais, os AGEs podem danificar as células e contribuir para as complicações no diabetes. O primeiro, está relacionado a modificação de estruturas intracelulares, principalmente proteínas envolvidas na transcrição gênica, que tem a sua função alterada.

O segundo, é a modificação da sinalização entre as moléculas da matriz extracelular e a células, através da interação de AGEs com tais proteínas da matriz, causando mudanças funcionais permanentes. Como exemplo, são as ligações cruzadas entre AGEs e colágeno tipo 1 ou elastina, gerando aumento de rigidez da vasculatura, em consequência do aumento na área da matriz.

O terceiro mecanismo, não menos importante, refere-se à ligação de proteínas e lipídios sanguíneos modificados por AGEs à receptores específicos, denominados RAGE (receptor de produtos finais de glicação avançada), promovendo a liberação de citocinas inflamatórias como IL-1, IL-6, TNF-prostaglandinas, fatores de crescimento, como o IGF-1, entre outros fatores. Sob condições fisiológicas, o RAGE é pouco expresso nos tecidos e na vasculatura. Entretanto, em condições de aumento da formação de AGEs, como observado na hiperglicemia, verifica-se um Figura 3: Etapas de formação dos AGEs. Adaptado de Barbosa et al (2008) (135); Singh et al (2014) (141).

aumento na sua expressão em macrófagos, monócitos, células musculares lisas, células endoteliais e astrócitos (132, 138, 139).

A interação de AGE-RAGE leva a ativação do fator de transcrição NF-B e da via MAPK induzindo estresse oxidativo, além de promover também a produção de óxido nítrico, importante mediador de lesões nas células  pancreáticas (ver tabela 2). Há ainda, aumento na expressão de moléculas de adesão VCAM-1 (molécula de adesão celular vascular-1), VEGF (fator de crescimento endotelial vascular) e de citocinas inflamatórias citadas acima (138, 140).

Um terceiro mecanismo muito comum, de danos provenientes de EROs associadas ao estresse oxidativo, descrito algum tempo mais tarde, é a via da proteína quinase C (PKC), que se trata da ativação de quinases, como isoformas da PKC, induzida pela hiperglicemia. A PKC é composta por uma família de pelo menos onze isoformas de quinases, as quais, estão amplamente distribuídas nos tecidos dos mamíferos. Essas quinases são responsáveis pela fosforilação de subunidades ativadas de NADPH oxidases, as quais, estão envolvidas principalmente em eventos de transdução de sinais intracelulares mediados por estímulos neuronais, hormonais, de Ca2+ _{e fatores de crescimento. Além disso, a PKC também é fosforilada durante}

sua translocação do citosol para a membrana, o que ocorre em consequência do aumento de diacilglicerol (DAG) (141). Assim, a hiperglicemia promove o aumento na síntese de DAG dentro da célula. O DAG é um intermediário na biossíntese e na degradação de glicerolipídios, além de ser o principal ativador da PKC. O aumento persistente de EROs no ambiente inflamatório do diabetes, além da produção de superóxido mitocondrial, promove a inibição da atividade da enzima glicolítica gliceraldeído-3 fosfato desidrogenase (GAPDH), a qual, eleva os níveis intracelulares de triose fosfato, precursor de DAG, resultante a partir da síntese de novo (142).

Mais recentemente, um quarto mecanismo desencadeado pela hiperglicemia tem sido proposto, e trata-se da via da hexosamina. A maior parte da concentração elevada de glicose no interior celular é metabolizada pela glicólise (via central do catabolismo de carboidratos, consistindo de um processo anaeróbico). Na via da hexosamina, entretanto, o intermediário frutose 6-fosfato desvia-se da via glicolítica para fornecer substrato para a enzima glutamina frutose 6-fosfato aminotransferase (GFAT), a qual, converte a frutose 6-fosfato em fosfato de glicosamina-6 e posteriormente em difosfato de uridina N-acetilglicosamina (UDPGlcNAc) associada a alterações patológicas na expressão gênica de fatores de

transcrição nucleares como o fator de crescimento transformador-1 (Sp1) e o inibidor do ativador de plasminogênio-1 (PAI-1) (143-145).

Conforme revisão de Brownlee (2005) (31) e Reis et al (2008) (146) a hiperglicemia é o evento comum em todos os mecanismos propostos desencadeadores do estresse oxidativo, levando a uma produção aumentada de EROs nas células lesadas, promovendo desta maneira, uma visão unificada de todas as vias. A hiperglicemia leva ao aumento de enzima poli ADP-ribose polimerase (PARP), a qual, está envolvida no reparo de danos ao DNA, além de estar associada com a diminuição da atividade da enzima GAPDH. A GAPDH é responsável pela metabolização da glicose na fase final da glicólise, ou seja, com a diminuição de sua atividade enzimática, ocorre o aumento no nível de todos os intermediários da via glicolítica, e consequentemente, na ativação das quatro vias aqui descritas.

O gliceraldeído-3 fosfato é o principal precursor intracelular de metilglioxal e de diacilglicerol, sendo assim, seus níveis aumentados promovem a ativação da via dos AGEs e da via da PKC, respectivamente. Além disso, as vias do poliol e da hexosamina também são ativadas, pois, os níveis de glicose e frutose-6 fosfato estão aumentados com a inibição da GAPDH. A visão unificada de ativação das vias do estresse oxidativo em consequência do aumento de EROs pela hiperglicemia, está esquematizado na figura 4, pág. 52.

Sob condições de estresse oxidativo, os radicais livres que não forem removidos ou neutralizados por um sistema antioxidante eficiente, poderão causar danos em todos os níveis celulares, incluindo ácidos nucleico, proteínas e lipídios. Este último, é um dos primeiros e mais importantes alvos dos danos provenientes da ação dos radicais livres na célula, ganhando atenção, devido ao seu importante papel na integridade da estrutura e fluidez da membrana celular e de organelas (144). A ativação de cascatas enzimáticas em diversos processos metabólicos através da sinalização das EROs e ERNs estão relacionados com o desenvolvimento do DM1, sendo de fundamental importância, a investigação e a compreensão do papel do estresse oxidativo para a busca e o entendimento de novas estratégias de suporte ao tratamento da doença.