BÁSICA E TRANSLACIONAL UROLOGIA

modelo Experimental de humanos corpus cavernosum do relaxamento do músculo liso

Rommel P. RegadasI; Maria E. A. MoraesII; Francisco J. C. MesquitaI; João B. G. CerqueiraI; Lucio F. Gonzaga-SilvaI

IDepartment de Cirurgia, faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, O brasil
IIDepartment de Farmacologia, faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, Brasil

Correspondência

RESUMO

Finalidade: Para descrever uma técnica para a colheita em bloco do corpo cavernoso, artéria cavernosa e uretra de dadores de órgãos transplantados e experiências de contracção-relaxamento com o músculo liso do corpo cavernoso. materiais e Métodos: o corpo cavernoso foi dissecado ao ponto de fixação com o pênis cru. Um segmento de 3 cm (corpus cavernosum e uretra) foi isolado e colocado em tampão de transporte estéril gelado. Sob ampliação, a artéria cavernosa foi dissecada. Assim, fragmentos de 2 cm de artéria cavernosa e corpus cavernosum foram obtidos. As tiras de 3 x 3 x 8 mm3 foram então montadas verticalmente num dispositivo de banho de órgão isolado. Contrações foram medidas isometricamente com um transdutor de deslocamento de força Narco-Biosystems (modelo F-60, Narco-Biosystems, Houston, TX, EUA) e gravadas em um polígrafo modelo Narco-Biosystems desk de 4 canais. resultados :a fenilefrina (1µM) foi usada para induzir contrações tônicas no corpo cavernoso (tensão de 3 – 5 g) e artéria cavernosa (tensão de 0,5 – 1g) até atingir um patamar. Após a pré-contração, foram utilizados relaxantes musculares lisos para produzir curvas de resposta ao relaxamento (10-12M a 10-4 M). Nitroprussido de sódio foi usado como um controle de relaxamento.
Conclusion: The harvesting technique and the smooth muscle contraction-relaxation model described in this study were shown to be useful instruments in the search for new drugs for the treatment of human erectile dysfunction.

palavras-chave: pénis; artéria cavernosa; erecção peniana; experimental; disfunção eréctil

introdução

disfunção eréctil (ED) afecta aproximadamente 150 milhões de pessoas em todo o mundo. A prevalência de ED no Brasil é elevada: mais de 40% dos homens brasileiros entre 40 e 70 anos sofrem de ED e mais de um milhão de novos casos são registrados anualmente 1,2.embora os inibidores da fosfodiesterase tipo-5 (PDE-5) tenham revolucionado o tratamento da disfunção eréctil, muitos doentes, principalmente aqueles com disfunção endotelial (56% dos casos), não beneficiam desta forma de terapêutica 3.

atualmente, muitos estudos estão sendo realizados usando o óxido nítrico (NO) doadores, guanilato ciclase ativadores (solúveis intracelular e membrana-vinculado isoformas), canal de iões de agonistas e RhoA-inibidores de quinase, a fim de formular novas drogas com diferentes mecanismos de ação para tratar esta população de pacientes 4,5.a grande maioria destes estudos utiliza corpos cavernosos de ratos e coelhos devido à dificuldade em obter amostras de tecido humano 5-7. No entanto, no nosso serviço de Urologia, estudos experimentais sobre ED têm estado em curso desde 2004 usando o corpo humano de tecido cavernoso de dadores de órgãos.o objectivo do presente estudo era fornecer uma descrição detalhada da técnica utilizada para a colheita em bloco do corpo cavernoso, artéria cavernosa e uretra dos dadores de órgãos transplantados e dos métodos utilizados em experiências de contracção-relaxamento com o músculo liso do corpo cavernoso.todos os protocolos de estudo foram previamente aprovados pelo Comitê de Ética de pesquisa de assuntos humanos da Universidade Federal do Ceará e pelo Comitê Nacional de Ética de pesquisa do Ministério da saúde do Brasil.após autorização da família, o corpo cavernoso humano foi obtido de dadores de cadáveres (< 40 anos) durante a cirurgia para transplante de órgãos.

Após a remoção do coração, fígado e rins e através da mesma incisão (xifóide púbico), o corpo cavernoso foi localizado acima da sínfise púbica pela abordagem hipodérmica digital. O corpo cavernoso foi dissecado ao ponto de fixação com o ramus isquiopúbico (pênis cru) (Figura-1).

a 3 cm segment including the corpus cavernosum and urethra was isolated en bloc (Figure-2). Não foi feita nenhuma incisão externa adicional no final do procedimento. Subsequentemente, os tecidos foram colocados em tampão de transporte esterilizado a frio gelo (solução de Collins) e processados no prazo de 1 hora após a colheita.

As amostras foram processadas sob ampliação estereoscópica. Toda a artéria cavernosa no centro do corpo cavernoso foi dissecada e isolada dos tecidos cavernosos circundantes (Figura-3). Em seguida, os tecidos cavernosos foram separados dos tecidos conjuntivos e da tunica albuginea. Assim, fragmentos de 2 cm de cada artéria cavernosa e corpo cavernoso foram obtidos.

Os fragmentos dos corpos cavernosos foram cortados em tiras com aproximadamente 3 x 3 x 8 mm3 e montados verticalmente sob tensão de repouso de 1g. A artéria cavernosa foi cortada em anéis de 5 mm e montada horizontalmente sob tensão de repouso de 0,2 g. Os tecidos foram mantidos em câmaras de órgãos de 5 mL contendo meio Krebs-Henseleit composto de 114,6 mM NaCl, 4,96 mM KCl, 1,3 mM MgSO4, CaCl2 de 2,0 mM, 1,23 mM NaH2PO4, 25 mM NaHCO3 e 3,6 mM glucose, enriquecidos com guanetidina de 10 µM e indometacina de 10 µM (pH 7,4, 37ºC, gaseado com 5% de CO2 e 95% de O2).permitiu-se que os tecidos se equilibrassem durante 90 minutos com lavagem a intervalos de 15 minutos. A tensão foi medida por um transdutor isométrico (F-60 Narco-Biosystems conectados a um polígrafo modelo de mesa de 4 canais) (Figura-4).adicionou-se uma micromole-fenilefrina aos banhos para obter 60-70% de contracções musculares suaves submaximais. Subsequentemente, foram desenhadas curvas de concentração-resposta (10-8M a 10-2 M) para relaxantes musculares lisos ou nitroprussido de sódio (SNP), um dador de óxido nítrico, para verificar a integridade funcional endotelial.

resultados

fenilefrina (1µM) foi usado para induzir contracções tónicas nos corpos cavernosos (tensão 3 – 5g) e artéria cavernosa (tensão 0, 5 – 1g) até atingir um patamar. Após a pré-contração, foram utilizados relaxantes musculares lisos para produzir curvas de resposta ao relaxamento (10-12M a 10-4 M). O SNP foi usado como um controle de relaxamento.várias substâncias químicas foram utilizadas em nosso laboratório para induzir relaxamento do músculo liso, incluindo o RuC13, um dador de óxido nítrico. Relaxa completamente o corpo cavernoso humano e a artéria cavernosa alcançando um Emax de 100% e uma EC50 de 6,4 ± 0.14 (Figura-5).utilizando preparações de corpos cavernosos com endotélio intacto de dadores humanos com menos de 40 anos, sem antecedentes de disfunção eréctil ou factores de risco cardiovascular (por exemplo, diabetes, hipertensão e dislipidemias), este modelo fisioterapêutico revelou-se um instrumento atractivo na procura de novos medicamentos para o tratamento da disfunção eréctil humana.os inibidores da PDE-5 revolucionaram o tratamento da disfunção eréctil. No entanto, muitos pacientes com ED também sofrem de disfunção endotelial (56%) e, portanto, não respondem a esta classe de medicamentos 3.a disfunção endotelial é frequentemente observada em doentes com co-morbilidades tais como hipertensão arterial e diabetes mellitus. Caracteriza-se por uma deficiência na produção endógena do No 8.na ED verdadeira, a diabetes, hipertensão e dislipidemia (Componentes da síndrome metabólica) tendem a estar associadas à disfunção endotelial. 9.a procura de novos medicamentos capazes de aumentar a disponibilidade de N endógenos tem sido um desafio considerável. Vários modelos experimentais foram utilizados nas últimas décadas com base em ratos, coelhos e corpos cavernosos humanos 6,7,10,11.utilizando os corpos cavernosos in vivo e outros tecidos (por exemplo, plaquetas) de espécies como ratos, coelhos e humanos, Peng Wang et al. 12 concluiu que, apesar de cinética e características enzimáticas semelhantes, os diferentes PDEs têm sensibilidades diferentes para os inibidores. Este facto deve ser tido em conta ao trabalhar com modelos experimentais deste tipo.o nosso modelo experimental empregou tecidos cavernosos saudáveis de corpos cavernosos de jovens dadores de cadáveres mortos por trauma ou acidente vascular cerebral, a fim de minimizar a preocupação com a distorção dos resultados causados por amostras de tecidos de mau estado.em contraste, num estudo que utilizou um modelo semelhante para a avaliação do efeito do sildenafil na inibição enzimática da PDE e consequente relaxamento do músculo liso, foram obtidas amostras de doentes com ED durante a cirurgia para a implantação da prótese do pénis, pelo que parece provável que, neste caso, a maioria dos indivíduos apresentou lesão endotelial de algum grau 6.outra preocupação neste campo de pesquisa é a disponibilidade de tecidos para realizar as experiências. No Ceará, oito transplantações de órgãos são realizadas todos os meses, possibilitando a conclusão de estudos sem grandes interrupções.Seidler et al. 4 trabalhou em um modelo similar usando corpus cavernosum doado por pacientes submetidos a cirurgia de mudança de sexo como tratamento para transsexualismo e transtorno de identidade de gênero. Apesar da boa condição dos tecidos, o pequeno número de homens submetidos a este tipo de procedimento limita a possibilidade de coletar tecido suficiente para o trabalho experimental.o presente artigo apresenta um modelo abrangente para a colheita dos tecidos cavernosos dos corpos humanos e para a realização in vivo de experiências de relaxamento muscular suave. Corpo humano saudável cavernoso é removido de dadores de cadáveres e submetido a experiências em banhos isolados. A técnica permite dissecar e isolar o corpo cavernoso, artéria cavernosa e uretra.

a importância da técnica reside no facto de permitir testar uma série de novos fármacos, incluindo dadores estáveis, activadores da guanilil ciclase e inibidores da RhoA-cinase, nos corpos cavernosos do músculo liso, nas artérias do pénis e na uretra 7,12-15.este modelo experimental envolve a dissecação, colheita, isolamento e conservação do corpo humano cavernoso, artéria cavernosa e uretra em condições ideais, juntamente com os estudos Fisio-farmacológicos que o acompanham. A viabilidade e a reprodutibilidade do modelo torna-o um instrumento atractivo na procura de novos medicamentos para o tratamento da disfunção eréctil humana.

conflito de interesses

nenhuma declarada.

1. Moreira ED Jr, Bestane WJ, Bartolo EB, Fittipaldi JA: prevalência e determinantes da disfunção eréctil em Santos, sudeste do Brasil. São Paulo Med J. 2002; 120: 49-54. 2. Moreira ED Jr, Lisboa Lôbo CF, Villa M, Nicolosi a, Glasser DB: prevalência e correlatos da disfunção eréctil em Salvador, nordeste do Brasil: um estudo baseado na população. Int J Impot Res. 2002; 14(Suppl 2): S3-9. 3. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: Impotence and its medical and psychosocial correlates: results of the Massachusetts Male Aging Study. J Urol. 1994; 151: 54-61. 4. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D, et al.: In vitro effects of a novel class of nitric oxide (NO) Doating compounds on isolated human erectile tissue. Eur Urol. 2002; 42: 523-8. 5. Lopes LFG, Wieraszko AY, El-Sherif, Clarke MJ: D-trans-labilização do óxido nítrico em complexos Ru-II por Imidazóis ligados A C Inorg-Chim Acta 2001; 312: 15-22. 6. Ballard SA, Gingell CJ, Tang K, Turner LA, Price ME, Naylor AM: Effects of sildenafil on the relaxation of human corpus cavernosum tissue in vitro and on the activities of cyclic nucleotide phosphodiesterase isozymes. J Urol. 1998; 159: 2164-71. 7. Prieto D, Rivera L, Recio P, Rubio JL, Hernández M, García-Sacristán A: Role of nitric oxide in the relaxation elicited by sildenafil in penile resistance arteries. J Urol. 2006; 175: 1164-70. 8. Rendell MS, Rajfer J, Wicker PA, Smith MD: Sildenafil for treatment of erectile dysfunction in men with diabetes: a randomized controlled trial. Grupo De Estudo Da Diabetes Sildenafil. JAMA. 1999; 281: 421-6. 9. Palumbo PJ: factores de risco metabólicos, disfunção endotelial e disfunção eréctil em homens com diabetes. Am J Med Sci. 2007; 334: 466-80. 10. Thompson CS, Mumtaz FH, Khan MA, Wallis RM, Mikhailidis DP, Morgan RJ, et al.: O efeito do sildenafil sobre o relaxamento do músculo liso dos corpos cavernosos e a formação cíclica de GMP no coelho diabético. EUR J Farmacol. 2001; 425: 57-64. 11. Angulo J, Cuevas P, Moncada I, Martín-Morales a, Allona a, Fernández A, et al.: Rationale for the combination of PGE(1) and S-nitroso-glutationa to induce relaxation of human penile smooth muscle. J Pharmacol Exp. 2000; 295: 586-93. 12. Wang P, Wu P, Myers JG, Stamford a, Egan RW, Billah MM: Characterization of human, dog and rabbit corpus cavernosum type 5 phosphodiesterases. Life Sci. 2001; 68: 1977-87. 13. Martinez AC, García-Sacristán a, Rivera L, Benedito S: resposta bifásica à histamina na artéria dorsal peniana do coelho. J Cardiovasc Pharmacol. 2000; 36: 737-43. 14. Matsumoto a, Morita T, Kondo S: erecção peniana mediada por alfa-adrenoceptor em cães: observações in vivo e in vitro. J Smooth Muscle Res. 2000; 36: 169-79. 15. Andersson KE, Gratzke C: Farmacologia dos antagonistas alfa-1-adrenoceptor no tracto urinário inferior e no sistema nervoso central. Nat Clin Prat Urol. 2007; 4: 368-78.

Correspondência para
Dr. Rommel Prata Regadas
Dr. Ratisbona, 208, Fátima
Fortaleza, Ceará, 60411-220, Brasil
Fax: + 55 85 3366-8064
E-mail: [email protected]

Aceito após revisão: janeiro 20, 2010

COMENTÁRIO EDITORIAL

a ereção Peniana é um complexo neurovasculares evento que depende de vasodilatação do tecido erétil devido a neuronais e endoteliais derivadas do óxido nítrico (no) libertado pela ativação dos nervos parassimpáticos na estimulação sexual do cavernoso endoteliais forro de 1.este estímulo sexual provoca o fluxo sanguíneo para o corpo cavernoso e a consequente rigidez peniana é mantida através de um mecanismo veno-oclusivo.

isto é permitido pela micro-arquitetura particular do corpo cavernoso, que consente um sistema hemodinâmico sofisticado.caso contrário, a tunica albuginea desempenha um papel fundamental na função eréctil.

Sendo rico em fibras elásticas é capaz de resistir a sobrecarga do corpus em levantadas níveis de pressão intracavernous, comprimindo o trans-albugineal de efluentes veias, assim como fornecer em inextensible estrutura de proteção para o arteriole e para o intracavernous nervos.

Esta função é possível devido à sua estrutura feita de fibras colagênicas ligadas por pontes de fibra elástica 2,3

portanto, é muito importante manter a sua integridade para manter o seu papel fundamental no mecanismo eréctil.a presença de distúrbios estruturais como uma deposição excessiva de colagénio dá origem à formação de uma placa, fibrótica primeiro e depois calcificada, como se pode verificar na doença de Peyronie.além disso, há uma diminuição significativa da concentração de fibras elásticas, bem como nestes doentes afectados pela endurecimento do pénis plastica 4.alterações similares foram encontradas em pacientes submetidos a prostatectomia radical, onde as fibras elásticas trabeculares e as fibras musculares lisas foram diminuídas e o conteúdo de colagénio foi significativamente aumentado 5.à medida que a idade avança, as hormonas esteróides da gónada, e em particular, a produção de testosterona diminui 6, a condução nervosa diminui e a eficiência da microcirculação vascular do pénis é reduzida.os androgénios são essenciais para o desenvolvimento, crescimento e maturação dos tecidos erécteis, actuando sobre os hemostáticos nos corpos cavernosos, regulando o crescimento do músculo liso e a síntese proteica dos tecidos conjuntivos.portanto, uma diminuição na sua produção pode dar origem à mudança de fibras elásticas para fibras de colagénio, que é a base da fibrose cavernosa 7,8.estudos recentes demonstraram que a testosterona também regula a expressão da fosfodiesterase tipo 5 (PDE5) 9.sabe-se que a disfunção eréctil (ED) afecta 150 milhões de pessoas em todo o mundo.até alguns anos atrás, pensava-se que 90% da ED tinha uma etiologia psicogenética.além disso, outros estudos neurofisiológicos, hemodinâmicos e farmacológicos nos ajudaram a entender melhor o complexo mecanismo bioquímico e micro-anatômico da função eréctil, mostrando que 50% da E tem uma etiologia orgânica 10.por outro lado, mesmo a ED psicogenética pode ser consequência de um aumento da estimulação adrenérgica e ter ela própria uma origem orgânica 11.os últimos 20 anos testemunharam alterações notáveis no tratamento da ED.

O surgimento e o sucesso de inibidores da PDE5 como terapia eficaz para a disfunção erétil é notável, tendo em conta a intenção por trás do desenvolvimento do composto original: inicialmente concebido como um anginosa agente, rapidamente se tornou aparente que o primeiro inibidor de PDE5 no mercado, o sildenafil, apresentado erectogenesis como um efeito colateral, e a droga foi logo reconhecido como um potencial revolucionário de tratamento para disfunção erétil.para além disso, o sildenafil demonstrou prevenir a progressão da fibrose dos corpos cavernosos em doentes prostatectomizados. A sua eficácia parece resultar de um efeito anti-proliferativo exercido sobre os fibroblastos 12.sabe-se que os inibidores da PDE-5 revolucionaram o tratamento da disfunção eréctil e mudaram a vida de milhões de pessoas em todo o mundo.

no entanto, ainda existe uma elevada percentagem de doentes com ED que são também afectados pela disfunção endotelial (56%) e, subsequentemente, não respondem a esta classe de fármacos 13.apesar de já ter sido amplamente estudado, nenhum dador continua a ser um tema importante no que diz respeito à ED.foram realizados muitos estudos para encontrar novos dadores ou novos activadores da guanilil ciclase para tentar encontrar novos fármacos para tratar estes doentes que não respondem aos inibidores da PDE-5 14.o presente trabalho mostra-nos um modelo para a colheita de tecidos cavernosos do corpo humano e para a realização de experiências de relaxamento muscular suave in vivo.os corpos cavernosos saudáveis retirados de dadores jovens de cadáveres mortos por trauma ou acidente vascular cerebral oferecem tecidos em bom estado.

na literatura, não encontramos uma abordagem semelhante devido à dificuldade em obter amostras de tecidos humanos.com esta técnica é possível testar novos fármacos, como nenhum dador, activadores da guanilil ciclase e inibidores da RohA-cinase nos tecidos do músculo liso humano in vivo, em vez de utilizar os corpos cavernosos in vivo de animais como ratos ou coelhos, como foi realizado pela Pen Wang et al. 15.por último, esta técnica de colheita e o modelo de relaxamento da contracção muscular suave podem ser um instrumento muito útil para nos ajudar a encontrar novos medicamentos para tratar a ED.1. Andersson KE, Wagner G: Physiology of penile erection. Physiol Rev. 1995; 75: 191-236. 2. Iacono F, Barra S, de Rosa G, Boscaino a, Lotti T: perturbações microestruturais da tunica albuginea em doentes afectados pela impotência. Eur Urol. 1994; 26: 233-9. 3. Iacono F, Barra S, Lotti T: concentração de fibras elásticas na tunica albuginea do corpora cavernosa e monitorização da tumescência nocturna. Int J Impot Res. 1995; 7: 63-70. 4. Iacono F, Barra S, De Rosa G, Boscaino A, Lotti T: Perturbações microestruturais da tunica albuginea em doentes afectados pela doença de Peyronie com ou sem disfunção de erecção. J Urol. 1993; 150: 1806-9. 5. Iacono F, Giannella R, Somma P, Manno G, Fusco F, Mirone V: alterações histológicas no tecido cavernoso após prostatectomia radical. J Urol. 2005; 173: 1673-6. 6. Traish a, Kim n: the physiological role of androgens in penile erection: regulation of corpus cavernosum structure and function. J Sex Med. 2005; 2: 759-70. 7. Traish AM, Guay AT: androgens são críticos para ereções penianas em humanos? Examinando a evidência clínica e pré-clínica. J Sex Med. 2006; 3: 382-404; discussion 404-7. 8. Park K, Seo JJ, Kang HK, Ryu SB, Kim HJ, Jeong GW: a new potential of blood oxigenation level dependent (BOLD) functional MRI for evaluating cerebral centers of penile ereção. Int J Impot Res. 2001; 13: 73-81. 9. Morelli a, Filippi S, Mancina R, Luconi M, Vignozzi L, Marini M, et al.: Androgens regulate phosphodiesterase type 5 expression and functional activity in corpora cavernosa. Endocrinologia. 2004; 145: 2253-63. Erratum in: Endocrinology. 2004; 145: 3152. 10. Disfunção eréctil no homem envelhecido. Med Clin North Am. 1999; 83: 1267-78. 11. Iacono F, Barra s, Lotti T: avaliação das artérias profundas do pénis na impotência psicogénica através da ultra-sonografia duplex. J Urol. 1993; 149: 1262-4. 12. Iacono F, Prezioso D, Somma P, Chierchia S, Galasso R, Micheli P: prevenção Histopatologicamente comprovada da fibrose cavernosa pós-prostatectomia com sildenafil. Urol Int. 2008; 80: 249-52. 13. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: impotência e seus correlatos médicos e psicossociais: results of the Massachusetts Male Aging Study. J Urol. 1994; 151: 54-61. 14. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D, et al.: In vitro effects of a novel class of nitric oxide (NO) Doating compounds on isolated human erectile tissue. Eur Urol. 2002; 42: 523-8. 15. Wang P, Wu P, Myers JG, Stamford a, Egan RW, Billah MM: Characterization of human, dog and rabbit corpus cavernosum type 5 phosphodiesterases. Life Sci. 2001; 68: 1977-87.