versão impressa ISSN 0101-2800versão On-line ISSN 2175-8239
J. Bras. Nefrol. vol.40 no.2 São Paulo abr./jun. 2018 Epub 18-Jun-2018
http://dx.doi.org/10.1590/2175-8239-jbn-3661
O sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) regula funções essenciais do organismo, como a manutenção da pressão arterial, balanço hídrico e de Na+.1,2 O SRAA é ativado quando a secreção de renina no aparelho justaglomerular do rim é estimulada por (1) hipotensão arterial renal, (2) diminuição da carga de Na+ no túbulo distal, que é detectado pela mácula densa e (3) ativação do sistema nervoso simpático em resposta à diminuição da pressão arterial.3-5 Na visão clássica do SRAA, a renina cliva o angiotensinogênio (AGT) produzido pelo fígado, gerando angiotensina I (Ang I).6 A angiotensina II (Ang II), que é gerada pela clivagem da Ang I pela enzima conversora da angiotensina (ECA),7,8 atua por meio de dois receptores principais: receptor de angiotensina tipo 1 (AT1R), que induz vasoconstrição, anti-natriurese, anti-diurese, liberação de vasopressina e aldosterona, fibrose e proliferação celular, enquanto o receptor de angiotensina tipo 2 (AT2R), que contrabalança esses efeitos.9,10 Diferentes peptídeos, enzimas, receptores e vias derivadas da Ang II para a degradação da Ang II estão surgindo, corroborando a visão de diferentes formas de regulação dentro do próprio sistema.11 O eixo cardiorrenal é de particular interesse, uma vez que contém todos os componentes do SRAA (tecido ou SRAA local), especialmente a principal via de contrabalanço: a enzima conversora de angiotensina 2, o receptor angiotensina- (1-7), Ang- (1-7) MAS (ACE2 / Ang- (1-7) / MAS), que estão envolvidos na proteção de órgãos.12-15
Há uma evidência crescente de que o SRAA tecidual se comporta de forma contrária aos níveis plasmáticos de renina durante uma dieta com alto teor de sal (DAS).16,17 Acredita-se que essa ativação inapropriada do SRAA tecidual esteja relacionada à patologia das doenças cardio-renais.18,19 O objetivo desta revisão foi investigar a associação de uma DAS e SRAA local com doença cardíaca e renal. Para fornecer informações atualizadas, 79 publicações relevantes no idioma inglês foram selecionadas no MEDLINE/PubMed de 1 de janeiro de 1995 a 28 de julho de 2016, usando as palavras-chave: renina, angiotensina II, angiotensina-(1-7), dieta com alto teor de sal, rim e coração.
Em geral, o consumo de Na+ é, em média, muito superior à quantidade de 1,5 a 2 g/d, recomendada pela American Heart Association e pela Organização Mundial de Saúde. A maioria dos países consome mais que o dobro desse valor.20,21 O SRAA sistêmico é profundamente influenciado pela ingestão de sal na dieta. Em condições normotensas, a DAS inibe o SRAA sistêmico, enquanto a dieta com baixo sal (DBS) ativa esse sistema.16,22 O decréscimo no conteúdo corporal de Na+ influencia diretamente o volume extracelular que afeta a atividade simpática renal, os barorreceptores vasculares pré-glomerulares e as células da mácula densa. Finalmente, a renina é liberada pelas células justaglomerulares das arteríolas aferentes.3-5 No entanto, os componentes do SRAA tecidual são superexpressos em modelos animais de hipertensão sensíveis ao sal ou em pacientes hipertensos sensíveis ao sal,17,23 sugerindo o envolvimento de diferentes mecanismos moleculares, que não estão completamente elucidados. A ablação da renina em ductos coletores renais de camundongos, em um modelo hipertensivo de infusão de Ang II, atenua a pressão arterial e os danos renais.24 Entretanto, em um modelo de hipertensão por sal DOCA, a renina do ducto coletor não é essencial para o desenvolvimento de hipertensão e lesão renal.25
O ponto de investigação para o comprometimento do SRAA é a ativação do AT1R. Na hipertensão maligna dependente de Ang II em ratos transgênicos Cyp1a1-Ren226, foi demonstrado que a DAS, juntamente com a administração crônica do antagonista AT1R, atenua o aumento da pressão arterial sistólica e dos níveis intra-renais da Ang II, demonstrando a importância do AT1R no efeito do SRAA local. A Tabela 1 apresenta um resumo dos modelos de ratos com hipertensão sensível ao sal e a ativação inapropriada do SRAA tecidual, levando à diminuição da excreção de Na+ e ao desenvolvimento de hipertensão.
Tabela 1 Panorama dos efeitos da DAS em diferentes modelos experimentais com ratos.
Modelo com rato e DAS | Tipo/Tratamento | Resposta do S-RAA | Respostas cardiovascular e/ou renal | Ref. |
---|---|---|---|---|
Ratos transgênicos Cyp1a1-Ren2 | DAS | Níveis intra-renais aumentados de Ang II | PAS aumentada | 26 |
Ratos Wistar | Infusão intra-renal de Ang-(1-7) mais DAS | Níveis plasmáticos reduzidos de renina e Ang-(1-7) | Diurese e natriurese atenuadas em comparação com DBS | 27 |
Uninefrectomizados à esquerda submetidos à DAS | Coeficiente glomerular aumentado de ECA/ECA2 | Glomerulosclerose, hipertrofia renal e estresse oxidativo renal | 30 | |
Ratos Zucker | Ratos magros submetidos à DAS | ECA e AT1BR renais elevados e renina reduzida | Ratos magros e obesos: PAM elevada | 28 |
Ratos obesos submetidos à DAS | ECA e Ang II renais aumentados em contraste a ECA2, AT2R e MAS reduzidos | |||
Ratos SHR | DAS | Reduzida expressão de ECA2 | Hipertrofia glomerular, perda de integridade morfológica dos podócitos e aumento na proteinúria. | 31 |
DAS | Aumento na concentração de renina plasmática e redução na expressão do receptor MAS | PA e estresse nitro-oxidativo aumentados, proteinúria, e redução no fluxo sanguíneo renal. | 32 | |
Ratos Sprague-Dawley | Ratos infundidos com Ang II, submetidos à DAS | Excreção urinária exacerbada de AGT | PAS aumentada, proteinúria, maior depósito de colágeno, expansão mesangial, proliferação celular intersticial e infiltração macrofágica. | 33 |
Ratos uninefrectomizados submetidos à DAS | Níveis reduzidos de aldosterona plasmática | Aumento em PA, proteinúria lesões glomerulares e intersticiais e infiltração macrofágica no rim. | 35 | |
Ratos Dahl | Ratos Dahl-RS submetidos à DAS | Supressão da aldosterona plasmática. | Aumento na PAS | 34 |
Ratos Dahl-SS submetidos à DAS | Níveis séricos aumentados de aldosterona, receptor (pro)renina, angiotensinogênio, ECA, AT1R e AT2R nas suprarrenais. | Aumento na PAS e promoção de disfunção ventricular sistólica esquerda. |
DAS: dieta com alto teor de sal; AS: alto teor de sal; PAS: pressão arterial sistólica; DBS: dieta com baixo sal; PAM: pressão arterial média; REH: ratos espontaneamente hipertensos; AGT: angiotensinogênio; Dahl-RS: rato Dahl hipertenso resistente ao sal; Dahl-SS: rato Dahl hipertenso sensível ao sal.
Para piorar este cenário, a ECA/Ang II/AT1R tecidual, que contrapõe a via ECA2/Ang-(1-7)/MAS tecidual parece ser suprimida pela DAS, o que, por sua vez, pode estar relacionado ao aumento da pressão arterial. O'Neil e cols.27 propuseram que as respostas hemodinâmicas e excretórias renais à Ang-(1-7) administrada localmente dependem do nível de ingestão de Na+, e indiretamente do grau de ativação do SRAA tecidual. Os autores elegantemente demonstraram que durante uma DAS, a Ang-(1-7) não teve nenhum efeito sobre a taxa de filtração glomerular, enquanto que a diurese e natriurese foram atenuadas em comparação com o que aconteceu com aquelas em ratos alimentados com uma dieta normal ou DBS. Este efeito foi independente do aumento da pressão arterial média e da renina plasmática. De fato, a Ang-(1-7) foi mais alta em ratos com DBS, e reduzida em ratos com DAS27. Em ratos Zucker magros recebendo 8% de DAS por 2 semanas, os níveis de renina e Ang-(1-7) estiveram reduzidos no córtex renal, enquanto os níveis de Ang II foram os mesmos do grupo controle.28 Também foi demonstrado que a Ang-(1-7) age como um modulador negativo da secreção de aldosterona, uma vez que o DBS de curto prazo aumentou a atividade da renina plasmática e a pressão arterial. No entanto, essa resposta foi completamente preservada durante a infusão contínua concomitante de Ang-(1-7), enquanto o aumento da aldosterona foi acentuadamente atenuado.29
Ao todo, é possível postular que a relação ECA/ECA2 é a pedra angular das ações mediadas por Na+. De fato, foi demonstrado que em ratos Wistar machos alimentados com a dieta controle (NaCl a 0,2%), DBS (NaCl a 1,2%) e DAS (NaCl a 8,2%), a redução da ACE2 depende do consumo de Na+, levando a um aumento proporcional da relação glomerular ECA/ECA2, induzindo estresse oxidativo glomerular via Ang II.30 Em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) machos sob sal normal (0,3%), DBS (0,03%), ou DAS (3%), foi observado hipertrofia glomerular induzida por DAS e proteinúria, com diminuição da expressão de ECA2, enquanto a DBS atenuou a disfunção renal e proteinúria, devido à diminuição da razão proteína e atividade da ECA/ECA2 no rim, mediada pelo aumento da expressão de cubilina.
Essa hipótese foi confirmada pela administração de DAS a animais SHR32, o que exacerbou a hipertensão arterial e promoveu diminuição do fluxo sanguíneo renal, além de aumento da proteinúria e do estresse nitro-oxidativo renal. Esses eventos foram relacionados à supressão do eixo ECA2/Ang-(1-7)/MAS. Não houve alteração na expressão de Ang II nem na expressão de AT1R no plasma.32 Sem o braço protetor do SRAA, o resultado geral é catastrófico, como demonstrado no modelo de hipertensão sensível ao sal, dependente de Ang II: o desenvolvimento de hipertensão maligna associada a danos renais.33 A ativação inadequada do SRAA esteve relacionada ao aumento do angiotensinogênio urinário e da Ang II intra-renal.33
A questão que surgiu é como a aldosterona é regulada, uma vez que a DAS causa uma ativação inapropriada de ECA/Ang II/AT1R. O curso temporal das mudanças na biossíntese da aldosterona na suprarrenal sob condições de DAS foi avaliado por Morizane et al.34 O tempo de evolução foi comparado com as linhagens de ratos Dahl sensíveis e resistentes ao sal (ratos Dahl-SS e Dahl-RS, respectivamente). Ratos Dahl-RS mantiveram a supressão da biossíntese de aldosterona durante a DAS. Em contraste, os ratos Dahl-SS apresentaram um aumento tardio e paradoxal na biossíntese de aldosterona após a ingestão de DAS. Os autores atribuíram essa resposta tardia a uma sobrerregulação dos componentes do SRAA local (ACE/Ang II/AT1R).
De fato, Kawrazaki e cols.35 demonstraram que a ativação do receptor de aldosterona e o consumo de DAS induzem inflamação e estresse oxidativo. Em ratos Sprague-Dawley jovens (3 semanas de idade) e adultos (10 semanas de idade), não uninefrectomizados, alimentados com DAS, o dano de órgão induzido por aldosterona foi atenuado com eplerenona (antagonista do receptor de aldosterona), olmesartana (antagonista de AT1R), e tratamento com FAD286 (inibidor da aldosterona sintase). Foi sugerido que a hipertensão grave e lesão de órgãos em ratos jovens após a ingestão de DAS foi principalmente devido à ativação do receptor de aldosterona e secundariamente à ativação do AT1R.35 A figura 1 resume o curso de ativação dos dois principais braços do SRAA: ECA/Ang II/AT1R e ECA2/Ang-(1-7)/MAS tecidual. Destacamos nesta figura a relação ECA/ECA2 determinando o destino do sistema durante a ingestão de DAS e as respostas do AT1R como o ponto final da ativação inadequada do SRAA.
Figure 1 Intra-organ activation course of the two main arms of the renin-angiotensin-aldosterone system in HSD: ACE/Ang II/AT1R and ACE2/Ang-(1-7)/MAS receptor. ACE/ACE2 ratio determines which angiotensin peptide will be mainly formed: Ang II or Ang-(1-7). During HSD intake the pathway in black (ACE/Ang II/AT1R) is exacerbated due to the local increase of its components or due to decrease of ACE2/Ang-(1-7)/MAS axis (in gray). HSD: high salt diet; ACE: angiotensin converting enzyme; ACE2: angiotensin converting enzyme 2; AGT: angiotensinogen; Ang: angiotensin; AT1R: angiotensin receptor type 1; MAS: angiotensin-(1-7) receptor; SBP: systolic blood pressure; ROS: reactive oxygen species.
Para definir e caracterizar a sensibilidade ao Na+ e a resistência à pressão arterial em humanos, foi realizado um estudo com indivíduos normais e hipertensos, que demonstrou a associação entre a incapacidade de excretar Na+, mortalidade cardíaca e pressão arterial.36
As curvas de sobrevida de indivíduos normotensos sensíveis ao sal apresentaram índice de mortalidade semelhante em comparação a pacientes hipertensos.37 Em contraste, indivíduos normotensos resistentes ao sal apresentaram aumento da sobrevida. Essas observações fornecem evidências de uma relação entre a sensibilidade ao sal e a mortalidade, que é independente da pressão arterial elevada, mas predispõe à hipertensão em idosos. Essa predisposição pode estar relacionada ao efeito deletério do Na+ no rim ao longo dos anos, como diz o ditado popular "água mole em pedra dura, tanto bate até que fura". Um estudo com 7.850 indivíduos de 28 a 75 anos de idade na Holanda demonstrou que a ingestão de Na+ está relacionada à excreção urinária de albumina, especialmente em indivíduos com maior índice de massa corporal.38 A hiperfiltração foi observada em normotensos diabéticos do tipo I sob DBS.39 Um estudo de acompanhamento com 47 homens saudáveis de Nápoles demonstrou que o grupo com maior sensibilidade ao sal apresentou pressão arterial mais alta, taxa de filtração glomerular e reabsorção absoluta de sódio proximal durante a DAS habitual, comparado ao grupo menos sensível ao sal.40 Com base em observações em humanos, a Organização Mundial da Saúde afirma que a redução do consumo de sal é a estratégia de saúde com melhor relação custo-benefício, impedindo o desenvolvimento de doenças não transmissíveis como hipertensão, doenças cardiovasculares e renais.41 A meta global é reduzir o consumo diário de sal em pelo menos 30% por pessoa até 2025.42 Portanto, os mecanismos potenciais alterados pelo aumento da ingestão de Na+ devem ser completamente investigados.
Modelos experimentais com ratos têm sido usados para reproduzir observações em humanos e determinar a influência da ingestão de DAS no eixo cardiorrenal. O co-transplante renal entre ratos Dahl-SS e -RS demonstrou a estreita relação entre o consumo da tríade DAS, a resposta renal e a hipertensão sensível ao sal. Quando expostos a uma DAS, o rato Dahl-SS desenvolveu hipertensão e reduziu a excreção de Na+, enquanto o rato Dahl-RS desenvolveu hipertensão apenas após receber o rim do rato Dahl-SS.43 Consequentemente, os ratos Dahl-SS apresentaram diminuição da pressão arterial sistólica após receber rim de rato Dahl-RS.44,45
O rim desempenha um papel importante na homeostase dos fluidos, controlada pela reabsorção tubular de solutos filtrados e água.46 A reabsorção de Na+ pela via transcelular ocorre via extrusão de Na+ pela ATPase basolateral (Na++K+)-ATPase e Na+-ATPase, o que permite entrada apical passiva via canais ou trocadores.46-48 O trocador de Na+/Ca2+ é um transportador de membrana plasmática que bombeia Ca2+ para fora da célula e Na+ para a célula, sob condições fisiológicas.49 Assim, a carga crônica de sal em ratos leva a um aumento na filtração de Na+ e reabsorção devido ao aumento da atividade da sobrecarga renal (Na++ K+)-ATPase50 e do Ca2+ intracelular através do modo reverso do trocador de Na+/Ca2+.51 O resultado da sobrecarga de Ca2+ nas células epiteliais renais está relacionado à apoptose e necrose, estresse oxidativo aumentado e fibrose, levando a uma função renal reduzida.52 Vale ressaltar que tanto a atividade da (Na++K+)-ATPase como a homeostase do Ca2+ intracelular são alvos da ativação do AT1R.11,46 Na hipertensão dependente de ang-II sensível ao sal, lesão renal e exacerbação da hipertensão foram atribuídas a níveis elevados de Ang II intra-renal, angiotensinogênio urinário aumentado e infiltração de macrófagos na área intersticial.33
A redução gradual e silenciosa da função renal leva a um aumento proporcional no volume extracelular, o que, por sua vez, afeta a carga de trabalho cardíaca. Foi demonstrado que uma ingestão de DAS pode aumentar o risco de doenças cardiovasculares e acidente vascular cerebral. Uma redução de 5g por dia na ingestão de sal está associada a uma diminuição de 23% na taxa de acidente vascular cerebral e 17% na taxa de doença cardiovascular.53 Anormalidades hemodinâmicas como resultado de sobrecarga cardíaca resultam em ativação simpática e ativação do SRAA. Inicialmente, ambos os mecanismos atuam como uma resposta compensatória aguda, mas a ativação prolongada contribui para a progressão da insuficiência cardíaca.54 De fato, a hipertrofia cardíaca induzida pela DAS está associada ao aumento do SRAA cardíaco em diferentes modelos experimentais com ratos e humanos.55-58
Independentemente da origem dos componentes do SRAA (hormonal ou local), a maioria da Ang II no coração é produzida in situ, especialmente em condições patológicas, como o infarto do miocárdio e a insuficiência cardíaca,59-61 devido à expressão e atividade aumentadas da ECA.62 Níveis cardíacos elevados de Ang II e aldosterona (em comparação com os níveis plasmáticos) observados nos corações dos ratos Dahl-SS estiveram relacionados à gravidade de desadaptações vasculares e à manutenção da hipertensão.56 O acúmulo de Ang II e aldosterona no coração leva à superexpressão de TGF-β, aumento da proteína cardíaca e fibrose.63,64
Foi demonstrado que as concentrações elevadas de Na+ no plasma endurecem as células endoteliais vasculares (CE), acompanhado por uma diminuição na biodisponibilidade do óxido nítrico (NO).65 Esta alteração mecânica está associada à disfunção da CE, uma vez que fisiologicamente o NO é liberado pelo estresse de cisalhamento causando vasodilatação.66 Além disso, o canal de Na+ presente no endotélio vascular (EnNaC) parece ser o mediador crucial da sensibilidade ao sal endotelial, levando ao enrijecimento vascular e à fosforilação do endotélio pela óxido nítrico sintase (eNOS), diminuindo a produção de NO.66 Espironolactona ( antagonista do receptor de aldosterona) e amilorida (bloqueador EnNaC) diminuiu a abundância de EnNaC e preveniu o enrijecimento endotelial.67
Alterações na homeostase do Na+ podem causar retenção de água no compartimento intravascular, aumentando a pressão sistólica, como ocorre na hipertensão sensível à Na+.68 Como proposto por Arthur Guyton na década de 1960, essa observação estava relacionada a curvas anormais de pressão-natriurese em várias formas de hipertensão.69 Entretanto, a incapacidade de excretar Na+ não necessariamente infere um aumento no volume plasmático, um fenômeno chamado de "Fenômeno Lag".70 Nessa condição, a pressão arterial é estabelecida em um novo nível mais alto devido a uma resistência vascular periférica aumentada, e nenhuma alteração no volume plasmático e no balanço de Na+.71,72 De fato, a concentração de Na+ extracelular não se alterou em condições semelhantes em outro estudo.73 Portanto, a teoria do terceiro compartimento que propunha que o Na+ é localmente estocado parece estar novamente em voga. O rato Dahl-SS em um consumo de DAS apresentou uma capacidade reduzida de excretar Na+ levando-o a um excesso de Na+ e água, caracterizado por armazenamento no tecido conjuntivo ósseo, cartilaginoso e misto.74 O acúmulo de Na+ no tecido foi detectado no músculo esquelético68 e na pele, aprisionado nas cargas negativas de glicosaminoglicanos (GAG).74,75 Esse armazenamento osmoticamente inativo poderia funcionar como um tampão que recebe Na+ de um espaço extracelular sobrecarregado. Titze et al. propuseram que, na hipertensão sensível ao sal, há uma disfunção nos GAGs, liberando Na+ osmoticamente ativo e causando danos aos órgãos.74 Um estudo clínico usando ressonância magnética (Na-MRI) mostrou que os homens têm maior capacidade de armazenar Na+ não-osmoticamente ativo do que as mulheres, o que também foi observado em pacientes em diálise. O aumento foi dependente da idade e maior nos hipertensos do que nos normotensos.76 A função fisiopatológica do armazenamento intersticial de Na+ ainda não está bem caracterizada. Luft, em seu comentário editorial75, relatou que a concentração de Na+ localmente aumentada causa danos ao glicocálix, acompanhado por uma diminuição na produção de NO e ativação de EnNaC, causando à rigidez do endotélio, como referido acima. A compreensão do mecanismo molecular envolvido nos depósitos não-osmóticos de Na+ poderia ser outro ponto de intervenção farmacológica.
Foi demonstrado que o Na+ modula a eficácia farmacológica dos bloqueadores do SRAA. Em um modelo animal de nefropatia induzida por adriamicina, o baixo teor de Na+ potencializa o efeito protetor renal do bloqueio do SRAA, pela diminuição da proteinúria, pressão arterial e glomeruloesclerose.77 Em humanos, a restrição de Na+ produz um potencial efeito antiproteinúrico causando proteção cardiovascular e renal no longo prazo.78 Essa observação foi apresentada em um estudo de coorte clínica com ingestão de Na+ em pacientes com doença renal crônica e em populações de transplante renal. Através da coleta de urina de 24-h, encontrou-se uma associação direta entre proteinúria e ingestão de Na+. Além disso, a pressão arterial sistólica geralmente esteve sensível ao Na+.79 Complicações renais ou cardiovasculares aumentaram cerca de duas vezes durante a ingestão de DAS em comparação com a ingestão de DBS em pacientes tratados com bloqueador de AT1R.77
A informação sobre o impacto do consumo de sal no curso da doença cardíaca e renal ainda não está clara, mas indica que a pedra angular para a ativação tecidual inapropriada do SRAA é a relação ECA/ECA2, levando à ativação local ampliada de Ang II e AT1R. Por essa razão, uma redução no consumo de sal pode aumentar a eficácia do arsenal terapêutico direcionado ao SRAA. Esta revisão mostrou que o SRAA local responde de maneira diferente ao sal do que no sistema sistêmico. Embora a via sistêmica da ECA/Ang II/AT1R seja farmacologicamente atenuada, a DAS favorece a ECA sobre a ECA2 no tecido, especialmente no eixo cardiorrenal. O eixo ECA/Ang II/AT1R desequilibrada relativamente à ECA2/Ang-(1-7)/MAS, localmente pode estar relacionada à progressão da insuficiência cardíaca e renal.
SRAA clássico ou sistêmico: sistema renina-angiotensina-aldosterona clássico ou sistêmico ativado pela renina liberada do aparelho justaglomerular atuando sobre o angiotensinogênio circulante.
SRAA tecidual ou local: sistema renina-angiotensina-aldosterona ativado pela renina tecidual atuando sobre o angiotensinogênio produzido localmente.
Eixo ECA/Ang II/AT1R: é o braço vasoconstritor, antinatriurético e antidiurético do SRAA, relacionado ao dano tecidual.
Eixo ECA2/Ang-(1-7)/MAS: é o braço vasodilatador, natriurético e diurético do SRAA, relacionado à proteção do órgão.