Síndrome da Apneia do Sono e Disfunção Endotelial

DEDICATÓRIA Neste pequeno espaço, gostaria de deixar um grande agradecimento a quem também contribuiu de alguma forma, para a realização da presente Tese de Mestrado. Agradeço ao Professor Winck pela orientação, pelas sugestões e pela disponibilidade com que me encaminhou. E quero dedicar esta Monografia à minha família, aos meus amigos e em especial ao meu namorado, pela inspiração, pela motivação, e pela paciência com que me bafejaram nesta caminhada que foi a realização deste Trabalho. A todos, MUITO OBRIGADO! 1 Síndrome da Apneia do Sono e Disfunção Endotelial Sleep Apnea Syndrome and Endothelial Dysfunction Inês Falcão; Serviço de Pneumologia, Hospital de S. João, Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, Alameda Prof. Hernâni Monteiro, 4200 - 319 Porto, Portugal; E-mail: [email protected] Total de Palavras: 4793 2 RESUMO Introdução e Objetivos: O Síndrome da Apneia do Sono é uma patologia respiratória relacionada com o sono, muito comum, apesar de subdiagnosticada, e cursa com apneias e hipopneias. Engloba fragmentação do sono e hipoxemia intermitente. Este síndrome pode ser suspeitado pela existência de sintomas como sonolência diurna excessiva, e roncopatia intermitente habitual, sendo o seu diagnóstico feito por polissonografia. Está associado com morbilidade e mortalidade cardiovasculares, que poderão ser explicadas por alterações no endotélio vascular. O objetivo deste estudo é analisar as repercussões do Síndrome da Apneia do Sono na função endotelial. Métodos: A pesquisa consistiu de uma recolha de literatura na Medline, utilizando a base de dados Pubmed com as palavras-chave “Sleep Apnea” e “Endothelial Dysfunction”. Efetuou-se uma análise da informação de modo a obter-se a evidência cientifica mais atual. Resultados: Diversos estudos mediram diretamente a função vascular endotelial em doentes com esta patologia e descobriram função endotelial deprimida. A fisiopatologia ainda não está totalmente elucidada. As vias sugeridas abarcam desregulação autonómica, diminuição da biodisponibilidade de óxido nítrico, alteração da homeostasia da coagulação, apoptose endotelial aumentada, reparação endotelial diminuída, stress oxidativo e inflamação. CPAP é o tratamento de escolha e tem-se demonstrado que melhora a função endotelial. Conclusões: Em suma, o Síndrome da Apneia do Sono está relacionado inequivocamente com a disfunção endotelial, embora a patogenia seja provavelmente multifatorial, e não esteja totalmente esclarecida. Quando não diagnosticado, e dessa forma não tratado, é um potencial promotor da perigosa aterosclerose. Palavras-chave: Apneia do Sono, Disfunção Endotelial, Aterosclerose 3 ABSTRACT Introduction and objetives: Sleep Apnea Syndrome is a very common, although underdiagnosed, sleep related respiratory disorder, and is accompanied by apneas and hypopneas. It includes sleep fragmentation and intermittent hypoxemia. It may be suspected by the presence of excessive daytime sleepiness, loud snoring, and the diagnosis is made by polysomnography. It is associated with cardiovascular morbidity and mortality, which may be explained by changes in vascular endothelium. The aim of this study is to analyze the repercussions of this syndrome in endothelial function. Methods: The research comprised a Medline exploration using Pubmed database using as key-words “Sleep Apnea” and “Endothelial Dysfunction”. An analysis of the information retrieved was carried out in order to obtain the most current scientific evidence. Results: Several studies have measured directly the vascular endothelial function in patients with this condition and found depressed endothelial function. The pathophysiology is not fully elucidated. The suggested directions encompass autonomic disruption, decreased bioavailability of nitric oxide, altered homeostasis of coagulation, augmented endothelial apoptosis, declined endothelial repair, oxidative stress and inflammation. CPAP is treatment of choice and has been demonstrated that it improves endothelial function. Conclusions: Sleep Apnea Syndrome is associated with endothelial dysfunction unequivocally, although the pathogenesis is probably multifatorial and not entirely clear. When undiagnosed and thus untreated, is potentially a dangerous promoter of atherosclerosis. Key-words: Sleep Apnea, Endothelial Dysfunction, Atherosclerosis 4 Designação das Abreviaturas Português Inglês Apneia Central do Sono ACS CSA Apneia Obstrutiva do Sono AOS OSA Pressão Aérea Positiva Contínua CPAP CPAP Ciclooxigenase-2 COX-2 COX-2 Disfunção Endotelial DE ED Dilatação Mediada por Fluxo DMF FMD Espessura Íntima-Média EIM IMT Espécies Reativas de Oxigénio ERO ROS Hipóxia Intermitente HI IH Fator-1 induzido pela hipóxia HIF-1 HIF-1 Índice Apneia-Hipopneia IAH AHI Molécula-1 de adesão intercelular ICAM-1 ICAM-1 Interleucina-6 IL-6 IL-6 Interleucina-8 IL-8 IL-8 Índice de Massa Corporal IMC BMI Síntase do Óxido Nítrico constitutiva eNOS eNOS Síntase do Óxido Nítrico indutível iNOS iNOS Lipoproteína de baixa densidade LDL LDL Micropartículas Endoteliais MPE EMP Fator Nuclear kappa B NF-kB NF-kB Óxido Nítrico ON NO Inibidor-1 do ativador do plasminogénio PAI-1 PAI-1 Proteína C Reativa PCR CRP Síndrome da Apneia Obstrutiva do Sono SAOS OSAS Fator de Necrose Tumoral-alfa TNF-alfa TNF-alfa Molécula-1 de Adesão Vascular VCAM-1 VCAM-1 11 cardiovasculares significativas ou fatores de risco metabólico, embora seja provável a existência de efeitos sinérgicos com a obesidade e a dislipidemia.23 Marcadores de disfunção endotelial Investigação recente sugere que a AOS afeta diretamente o endotélio, providenciando uma possível ligação entre esta patologia e o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. A disfunção endotelial é um marcador precoce da anomalia vascular precedendo a sua evidência clínica.24, 25 Em doentes com risco cardiovascular médio a alto, é importante identificar aterosclerose antes da ocorrência de eventos clínicos. Para este efeito, vários marcadores subclínicos têm sido estudados e validados no campo cardiovascular. A espessura íntima-média da artéria carótida (EIM), avaliada por ecografia, correlaciona-se bem com as medidas anatómicas e é reconhecida como um marcador pré-clínico de ateroma. A rigidez arterial é, atualmente, considerada como sendo um marcador de doença cardiovascular. O método mais validado para a determinação da rigidez aórtica é a medição da velocidade da onda de pulso carótida-femoral. Tem sido demonstrado que o endurecimento da aorta reflete lesões paralelas (ou seja, endurecimento da parede arterial e/ou aterosclerose) no local das artérias coronárias e pode também aumentar o risco de acidente vascular cerebral. Outra forma de avaliar a aterosclerose precoce é por tomografia por feixe de eletrões, para detetar calcificações coronárias. No entanto, como esta técnica requer o uso de raios-x, tem uma disponibilidade limitada na prática clínica diária.26 A dilatação mediada por fluxo (DMF) é uma vasodilatação dependente de óxido nítrico que resulta de 12 ativação da síntese do ON endotelial em resposta a um aumento agudo do fluxo sanguíneo. A medida da DMF por métodos não invasivos dá uma avaliação da função endotelial mediada pelo ON.19 A fragmentação do sono está associada com uma redução de 50% da vasodilatação mediada por fluxo.1 Na última década, vários estudos têm demonstrado evidência de mudanças ateroscleróticas no endotélio vascular de doentes com SAOS sem evidência clínica de doença cardiovascular.27-30 Vários parâmetros mostraram-se elevados na AOS, tais como, a espessura intimamédia 31, 32, a velocidade da onda de pulso 33, a rigidez arterial34, 35, e também a dilatação mediada por fluxo21, 29, 36-39. E a reversibilidade de tal disfunção, com o tratamento da apneia do sono, por CPAP33, 36, 40-45 ou por dispositivo dentário46, 47, dão evidência circunstancial forte para uma contribuição independente da AOS na formação de aterosclerose. Também conotam a possibilidade de que o tratamento da AOS pode impedir a sua morbilidade cardiovascular a longo prazo.29, 48 Atividade simpática aumentada Os doentes com AOS tem um tónus simpático intensificado durante a vigília, podendo aumentar ainda mais durante o sono.30 A hipóxia intermitente estimula a atividade do sistema nervoso simpático, levando à vasoconstrição e à hipertensão sistémica. Como a elevação prolongada da atividade simpática ocorre depois de uma curta exposição à hipóxia, tem sido conjeturado que a HI facilita a resposta simpática aos subsequentes períodos de asfixia. A hiperatividade simpática leva à ativação do músculo vascular liso, à vasoconstrição e à elevação da pressão arterial.3 Estes, insinuando um mecanismo possível para o desenvolvimento de doença cardiovascular nos doentes com AOS, podem diminuir a função endotelial.30 13 Diminuição da biodisponibilidade do Óxido Nítrico A função normalizada do endotélio depende da biodisponibilidade de óxido nítrico (ON).1 Este é produzido, quer pela síntase de ON indutível (iNOS), quer pela síntase de ON constitutiva (eNOS).3 A sua biossíntese, a partir da L-arginina, é um processo dependente de oxigénio e a hipóxia pode influenciar a sua formação no leito vascular, diretamente.30 O impacto que detém depende das suas propriedades vasodilatadoras e protetoras que além de limitarem o recrutamento de leucócitos, com potencial expressão de moléculas de adesão, evitam a proliferação de células musculares lisas vasculares e a agregação/adesão das plaquetas. Assim, o ON protege contra o desenvolvimento da aterosclerose. Na disfunção endotelial, a vasodilatação está comprometida devido à diminuição da sua biodisponibilidade.49, 50 A exposição ao stress oxidativo, a mediadores inflamatórios ou a hipercolesterolemia, promove ativação das células endoteliais, disfunção endotelial, e prejudica a biodisponibilidade de ON.50 Diversos estudos têm demonstrado um decréscimo na circulação de ON 34, 41, 51-53 e da síntase de ON36 em doentes com SAOS e a sua reversão com CPAP.54 A HI causa redução da produção de ON por interferir com as vias da transcrição e pós-transcrição e por aumentar a produção de Espécies Reativas de Oxigénio (ERO). As ERO podem reagir com ON, reduzindo ainda mais a sua disponibilidade e aumentando o stress oxidativo.1 14 Stress oxidativo Tem sido proposto que a HI é um mecanismo prejudicial, análogo à lesão por isquemia-reperfusão. Neste tipo de lesão, o dano ocorre quando há restauro do fluxo sanguíneo no tecido isquémico ou hipóxico havendo indução da hiperprodução de espécies reativas de oxigénio (ERO). O mesmo mecanismo pode estar implicado no fenómeno de hipóxia intermitente, durante o sono. Na reperfusão, as ERO são produzidas através da via da xantina oxidase, da via NADPH oxidase e pela fosforilação oxidativa incompleta na mitocôndria. Por conseguinte, os vários marcadores de stress oxidativo estão aumentados no SAOS e são reduzidos após tratamento CPAP.1, 10, 55, 56 Embora, em condições homeostáticas, as células e os tecidos sejam constantemente expostos a ERO, normalmente desempenhando um papel sinalizador, a sua formação excessiva, como resultado de isquemia/reperfusão ou hipoxia/reoxigenação, pode deteriorar macromoléculas e membranas celulares levando a lesão tecidular.20 O anião superóxido é a principal molécula das ERO. A sua reação com o poderoso ON vasodilatador promove a formação de peroxinitrito diminuindo, concomitantemente, a bioatividade e biodisponibilidade de ON. Esta atividade é um dos principais contribuintes do stress oxidativo/nitrosativo na vasculatura, portanto, afeta a função endotelial, promove inflamação vascular e aterosclerose.57 Desta forma, a HI aumenta a produção de ERO na parede vascular, induz peroxidação e formação de LDL oxidadas criando um substrato para a placa aterosclerótica.10 As 15 ERO iniciam uma cascata de vias inflamatórias resultando em hiperexpressão de moléculas de adesão e citocinas pró-inflamatórias. Estas moléculas de adesão facilitam o recrutamento e acumulação de leucócitos e plaquetas às células endoteliais no revestimento dos vasos e promovem interações endoteliais celulares entre PMNs/monócitos/linfócitos/plaquetas. Tais interações, entre células sanguíneas e células endoteliais podem resultar em lesão do endotélio.50, 58, 59 Inflamação A importância dos processos inflamatórios, na patogénese de doenças cardiovasculares no SAOS, é fortemente apoiada por inúmeros estudos demonstrando níveis elevados de circulação de citocinas pró-inflamatórias, quimiocinas e moléculas de adesão em doentes com SAOS, em comparação com grupos controlo, e uma queda significativa com o tratamento com CPAP eficaz.60 A hipoxia/reoxigenação repetitiva associada com apneias e hipopneias, na AOS, regula positivamente a produção de mediadores inflamatórios e a expressão de moléculas de adesão.24 Enquanto o evento sentinela que desencadeia a cascata inflamatória não é totalmente claro, a hipóxia pode fornecer o insulto inicial, mediada pela produção de ERO. Além disso, a inflamação local resultante a partir do colapso recorrente das vias aéreas superiores pode levar à inflamação sistémica.19 A produção de ERO está associada a uma regulação positiva de genes regulados pela via pró-inflamatória do fator nuclear kappa B (NF-kB). Este medeia a produção da síntase de ON indutível (iNOS) e da ciclooxigenase-2 (COX-2).1 Esta demonstração em células endoteliais venosas, colhidas a partir de doentes com SAOS não tratada, 16 proporciona uma evidência direta de inflamação endotelial vascular em OSA e a sua reversão após o tratamento com CPAP eficaz, reforça o papel da AOS na inflamação vascular endotelial.19, 28 A suprarregulação da COX-2 endotelial pode ter dualidade de implicações patológicas. Pode contribuir para o stress oxidativo promovendo a geração de superóxido e também para a ativação endotelial via aumento da produção dos prostanóides vasoconstritores/inflamatórios.24 NF-kB é altamente ativado em doentes com SAOS, em comparação com controlos saudáveis. Além disso, a terapêutica com CPAP reduz fortemente a sua ativação. 36 Curiosamente, a HI não parece ativar o Fator-1 induzido pela Hipóxia (HIF-1), um regulador-chave na via adaptativa da hipóxia crónica. A curta duração da hipóxia na HI não permite a estabilização do HIF-1 e a reoxigenação cíclica induz disfunção mitocondrial.1, 10, 36, 51, 58. No entanto, possivelmente através do stress mitocondrial, há ativação da via do NF-kB, o que representa um aumento da inflamação. Os seus produtos, que incluem Fator de Necrose Tumoral alfa (TNF-alfa), Interleucina-6 (IL6), Interleucina-8 (IL-8) e a molécula-1 de adesão intercelular (ICAM-1) têm sido implicados na patogénese da disfunção endotelial.19 TNF-alfa, uma potente citocina pró-inflamatória, foi avaliada por estudos casocontrolo que demostraram que estava consistentemente elevada, no SAOS, em relação aos controlos independentemente da obesidade, com uma queda significativa com terapia eficaz com CPAP; tanto as células T como os monócitos têm sido sugeridos como fontes potenciais.61, 62 Um estudo prospetivo de grandes dimensões em homens sem doenças cardiovasculares identificou uma forte associação entre a 17 gravidade do SAOS e os níveis de TNF-alfa, independentemente de possíveis fatores confundidores, tais como índice de massa corporal, idade ou sonolência.60, 63 Níveis elevados da quimiocina IL-8, que desempenha um papel-chave no processo de adesão dos neutrófilos e monócitos ao endotélio vascular, têm sido demonstrados no SAOS. 60, 61, 63 Alguns estudos evidenciaram aumento dos níveis de IL6 no SAOS e até a sua reversão com CPAP mas são limitados por englobarem amostras pequenas, falta de adequada correspondência dos grupos controlo, particularmente em termos de IMC, e inclusão de doentes com doença cardiovascular estabelecida ou doenças metabólicas.64, 65 Estudos recentes não detetaram uma associação entre SAOS e IL6.63 Também se analisaram os níveis de várias moléculas de adesão celular, tais como (ICAM-1), a molécula-1 de adesão vascular (VCAM-1) e a família das selectinas, entre outras. Os resultados, de forma consistente, sugerem uma associação entre a gravidade do SAOS e os níveis de moléculas de adesão celular circulantes.58, 66-68 Estas são libertadas do endotélio e são consideradas marcadores de doença aterosclerótica ativa e preditores de doença cardiovascular futura.69 Outra potencial relação entre o SAOS e inflamação é o reagente de fase aguda, a Proteína C-Reativa (PCR). Os níveis de PCR são amplamente reconhecidos como potentes preditores de eventos cardiovasculares futuros em indivíduos aparentemente saudáveis, bem como em indivíduos com doença cardiovascular conhecida.70 Há dados que demonstram aumento da PCR na AOS e há indicação da sua descida com CPAP.42, 71 No entanto, outros estudos sugerem que os níveis 18 elevados podem, em verdade, ser atribuídos à presença anormal de fatores de risco cardiovasculares convencionais, especialmente a obesidade, em vez de se relacionarem com parâmetros hipoxémicos.37, 72 A forte relação entre os níveis de PCR e obesidade mantém o papel da PCR na SAOS ainda está em debate.60, 73 Os leucócitos PMN são fundamentais para a defesa contra infeções. Contudo, uma libertação descontrolada das suas substâncias tóxicas poderá infligir lesão nos tecidos circundantes e propagar respostas inflamatórias, levando a cicatrizes e destruição. Normalmente, os PMN são removidos por apoptose, limitando a sua ativação. Há demonstração da diminuição da apoptose e aumento da expressão das moléculas de adesão, selectinas, em PMN de doentes com AOS. Estes estão relacionados com a gravidade de AOS e podem ser normalizados com CPAP.74 Outra forma de contribuir para a aterosclerose é a capacidade que os monócitos exibem de invasão endotelial, ativada pelo stress hipóxico da AOS. Estes resultados de invasibilidade são esmorecidos pelo uso de CPAP.75 Embora haja alguma controvérsia no que diz respeito à natureza da inflamação sistémica, há consenso geral de que o diagnóstico de SAOS está associado com o desenvolvimento de um “milieu” pró-aterogénico.6, 76 Hipercoagulabilidade A alteração da homeostasia da coagulação é também uma fonte potencial de doença cardiovascular levando, os doentes com AOS, a um estado pró-coagulante. Estes exibem quer incremento da coagulação quer minoração da atividade fibrinolítica. Os fatores que favorecem a coagulação incluem aumento do hematócrito, da viscosidade 19 sanguínea, da atividade plaquetária e dos níveis plasmáticos de moléculas prócoagulantes tais como fibrinogénio, fatores da coagulação atividados VIIa, XIIa, e complexo trombina/antitrombina. Níveis elevados de inibidor-1 do ativador do plasminogenio (PAI-1) refletem reduzida atividade fibrinolítica.3 Mas um estudo recente mostrou que apesar de elevados, os valores de PAI-1 e fator VII não atingiram significância estatística, estando relacionados com IMC.77 A P-selectina está presente nas plaquetas e células endoteliais e facilita a interação entre o endotélio, as plaquetas e os leucócitos, sugerindo também um estado prócoagulante na AOS.78 No entanto, os efeitos na trombose e hemóstase mantêm-se controversos devido à falta de evidência adequada14, sendo o seu papel como estimulo pró-coagulante incerto.24 Apoptose das células endoteliais e reparação endotelial As micropartículas endoteliais (MPE) são pequenas vesículas (<1 micrómero) que são libertadas do endotélio, em resposta a variadas situações que predispõem a lesão endotelial ou aterosclerose, como acidente vascular cerebral, hipertensão, dislipidemia, diabetes mellitus, tabagismo ou síndrome coronário agudo. Do ponto de vista da biologia molecular, a libertação de micropartículas é desencadeada por múltiplos sinais ativadores ou apoptóticos, incluindo citocinas, toxinas e hipóxia.19 Elas poderão desempenhar um papel importante nas interações entre as células circulantes e os componentes da parede vascular. Têm sido implicadas na coagulação, inflamação e função vascular.79 Elevados níveis circulantes de MPE em doentes com AOS sem comorbilidades, quando comparados com 20 controlos, são fortes evidências indiretas de que a apoptose endotelial está aumentada na AOS. A correlação significativa entre os níveis circulantes de MPE e a vasodilatação dependente do endotélio sugere que apoptose endotelial intensificada resulta em malefício endotelial, e por isso, função vascular endotelial deprimida. Episódios repetitivos de hipoxia-reoxigenação, tal como os observados na supressão intermitente da ventilação na AOS, podem promover apoptose endotelial pela ativação de recetores apoptóticos celulares e de vias apoptóticas dependentes de mitocôndrias. O aumento dos níveis de circulação das MPE pode ser a base da alteração da função endotelial e da homeostasia da coagulação na AOS.19, 80 Dados recentes, indicam, indirectamente, que a AOS promove de forma independente apoptose endotelial vascular e diminui a capacidade e reparação endotelial. Demonstrou-se a existência de níveis aumentados de microparticulas de granulócitos e de leucócitos ativados na AOS. O que sugere um papel significativo do leucócitos ativados na disfunção endotelial.79 Por outro lado, demonstrou-se de forma direta, um aumento das células endoteliais apoptóticas circulantes, relacionado com uma vasodilatação diminuída em indivíduos com AOS, numa amostra reduzida, revertido com CPAP.81, 82 A capacidade de reparação endotelial intacta poderia compensar a progressiva perda de células endoteliais devido a hipóxia repetitiva/reoxigenação em doentes com AOS. No entanto foi também demonstrado que esta capacidade está diminuída na AOS.73, 80 ANEXOS