urologie de bază și translațională

modelul Experimental al corpului uman cavernos relaxarea musculaturii netede

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

Idepartamentul de Chirurgie, Scoala de Medicina, Federal Universitatea din ceara, Fortaleza, Ceara, Brazilia
iidepartamentul de farmacologie, Scoala de Medicina, Universitatea Federala din ceara, Fortaleza, Ceara, Brazilia

corespondenta

rezumat

scop: Pentru a descrie o tehnică pentru recoltarea în bloc a corpului cavernos, a arterei cavernoase și a uretrei de la donatorii de organe de transplant și a experimentelor de contracție-relaxare cu mușchiul neted al corpului cavernos.
materiale și metode: corpul cavernos a fost disecat până la punctul de atașare cu penisul crus. Un segment de 3 cm (corpus cavernos și uretra) a fost izolat și plasat în tampon steril de transport rece ca gheața. Sub mărire, artera cavernoasă a fost disecată. Astfel, s-au obținut fragmente de 2 cm de arteră cavernoasă și corpus cavernos. Benzi de măsurare 3 x 3 x 8 mm3 au fost apoi montate vertical într-un dispozitiv izolat de baie de organe. Contracțiile au fost măsurate izometric cu un traductor de deplasare a forței Narco-Biosystems (model F-60, Narco-Biosystems, Houston, TX, SUA) și înregistrate pe un poligraf model de birou Narco-Biosystems cu 4 canale.
rezultate: fenilefrina (1 MMC) a fost utilizată pentru a induce contracții tonice în corpul cavernos (tensiune de 3 – 5 g) și artera cavernoasă (tensiune de 0,5 – 1 g) până la atingerea unui platou. După precontracție, relaxantele musculare netede au fost utilizate pentru a produce curbe de relaxare-răspuns (10-12m până la 10-4 m). Nitroprussidul de sodiu a fost utilizat ca control al relaxării.
concluzie: tehnica de recoltare și modelul de contracție-relaxare a mușchilor netezi descris în acest studiu s-au dovedit a fi instrumente utile în căutarea de noi medicamente pentru tratamentul disfuncției erectile umane.

cuvinte cheie: penis; artera cavernoasă; erecția penisului; experimental; disfuncție erectilă

introducere

disfuncția erectilă (ED) afectează aproximativ 150 de milioane de oameni din întreaga lume. Prevalența ED în Brazilia este ridicată: peste 40% dintre bărbații brazilieni cu vârsta cuprinsă între 40 și 70 de ani suferă de ED și peste un milion de cazuri noi sunt înregistrate anual 1,2.

deși inhibitorii fosfodiesterazei de tip 5 (PDE-5) au revoluționat tratamentul disfuncției erectile, mulți pacienți, în special cei cu disfuncție endotelială (56% din cazuri), nu beneficiază de această formă de terapie 3.

în prezent se efectuează numeroase studii folosind donatori de oxid nitric (NO), activatori de guanilil ciclază (atât izoforme solubile intracelulare, cât și legate de membrană), agoniști ai canalelor ionice și inhibitori de RhoA-kinază pentru a formula noi medicamente cu diferite mecanisme de acțiune pentru a trata această populație de pacienți 4,5.

marea majoritate a acestor studii folosesc corpul cavernos de șobolan și iepure datorită dificultății de obținere a probelor de țesut uman 5-7. Cu toate acestea, la serviciul nostru de Urologie, studiile experimentale privind ED au fost în curs de desfășurare din 2004 folosind țesut corpus cavernos uman de la donatori de organe.

scopul studiului de față a fost de a oferi o descriere detaliată a tehnicii utilizate pentru recoltarea în bloc a corpului cavernos, a arterei cavernoase și a uretrei donatorilor de organe de transplant și a metodelor utilizate în experimentele de contracție-relaxare cu mușchiul neted al corpului cavernos.

materiale și metode

toate protocoalele de studiu au fost aprobate anterior de Comitetul de etică a cercetării subiecților umani de la Universitatea Federală din cear și de Comitetul Național de etică a Cercetării al Ministerului Sănătății din Brazilia.

în urma autorizării din partea familiei, corpul cavernos uman a fost obținut de la donatori de cadavre (< 40 de ani) în timpul intervenției chirurgicale pentru transplant de organe.

după îndepărtarea inimii, ficatului și rinichilor și prin aceeași incizie (pubian xifoid), corpul cavernos a fost localizat deasupra simfizei pubiene prin abordare hipodermică digitală. Corpul cavernos a fost disecat până la punctul de atașare cu ramusul ischiopubic (penisul crus) (Figura-1).

un segment de 3 cm incluzând corpul cavernos și uretra a fost izolat în bloc (Figura 2). Nu s-a făcut nicio incizie externă suplimentară la sfârșitul procedurii. Ulterior, țesuturile au fost plasate în tampon de transport steril la rece ca gheața (soluție Collins) și prelucrate în decurs de 1 oră după colectare.

probele au fost prelucrate sub mărire stereoscopică. Întreaga arteră cavernoasă din centrul corpului cavernos a fost disecată și izolată de țesuturile cavernoase din jur (Figura 3). Apoi, țesuturile cavernoase au fost separate de țesuturile conjunctive și de tunica albuginea. Astfel, s-au obținut fragmente de 2 cm din fiecare arteră cavernoasă și corpus cavernos.

fragmentele corpului cavernos au fost tăiate în benzi de aproximativ 3 x 3 x 8 mm3 și montate vertical sub 1g tensiune de repaus. Artera cavernoasă a fost tăiată în inele de 5 mm și montată orizontal sub 0,2 g Tensiune de repaus. Țesuturile au fost menținute în camere de organe de 5 mL conținând Mediu Krebs-Henseleit compus din 114,6 mM NaCl, 4,96 mm KCl, 1,3 mM MgSO4, 2,0 mm CaCl2, 1,23 mM Nah2po4, 25 mM NaHCO3 și 3,6 mm glucoză, îmbogățită cu 10 mm guanetidină și 10 ml indometacin (pH 7,4, 37 MMC, gazată cu 5% CO2 și 95% O2).

țesuturile au fost lăsate să se echilibreze timp de 90 de minute cu spălare la intervale de 15 minute. Tensiunea a fost măsurată printr-un traductor izometric (F-60 Narco-Biosystems conectat la un poligraf model de birou cu 4 canale) (Figura-4).

o fenilefrină micromolică a fost adăugată la băi pentru a obține 60-70% contracții submaximale ale mușchilor netezi. Ulterior, curbele concentrație-răspuns (10-8M până la 10-2 M) la relaxante musculare netede sau nitroprusiat de sodiu (SNP), un donator de oxid nitric, au fost reprezentate pentru a verifica integritatea funcțională endotelială.

rezultate

fenilefrina (1 unqqm) a fost utilizată pentru a induce contracții tonice în corpul cavernos (tensiune 3 – 5g) și artera cavernoasă (tensiune 0,5 – 1g) până la atingerea unui platou. După precontracție, relaxantele musculare netede au fost utilizate pentru a produce curbe de relaxare-răspuns (10-12m până la 10-4 m). SNP a fost folosit ca un control de relaxare.

o serie de substanțe chimice au fost utilizate în laboratorul nostru pentru a induce relaxarea musculară netedă, inclusiv RuC13, un donator de oxid nitric. Relaxează complet corpul cavernos uman și artera cavernoasă obținând un Emax de 100% și un EC50 de 6,4 0,14 (figura-5).folosind preparate de corp cavernos cu endoteliu intact de la donatori umani sub 40 de ani, fără antecedente de disfuncție erectilă sau factori de risc cardiovascular (de exemplu, diabet, hipertensiune arterială și dislipidemii), acest model fizio-farmacologic s-a dovedit a fi un instrument atractiv în căutarea de noi medicamente pentru tratamentul disfuncției erectile umane.

inhibitorii PDE-5 au revoluționat tratamentul disfuncției erectile. Cu toate acestea, mulți pacienți cu ED suferă, de asemenea, de disfuncție endotelială (56%) și, prin urmare, nu răspund la această clasă de medicamente 3.

disfuncția endotelială este adesea observată la pacienții cu comorbidități cum ar fi hipertensiunea arterială și diabetul zaharat. Se caracterizează printr-o deficiență a producției endogene de NO 8.

în ED adevărat, diabetul, hipertensiunea și dislipidemia (componente ale sindromului metabolic) tind să fie asociate cu disfuncția endotelială. De asemenea, s-a raportat că ED este un marker pentru boala arterială cardiovasculară 9.

căutarea de noi medicamente capabile să crească disponibilitatea NO endogen a fost o provocare considerabilă. Mai multe modele experimentale au fost utilizate în ultimele decenii pe baza șobolanului, iepurelui și corpului uman cavernos 6,7,10,11.

folosind corpul cavernos in vivo și alte țesuturi (de exemplu, trombocite) de la specii precum șobolani, iepuri și oameni, Peng Wang și colab. 12 a concluzionat că, în ciuda caracteristicilor cinetice și enzimatice similare, diferitele PDE au sensibilități diferite față de inhibitori. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se lucrează cu modele experimentale de acest tip.

modelul nostru experimental a folosit țesuturi sănătoase de corp cavernos de la donatori tineri de cadavre uciși de traume sau accident vascular cerebral pentru a minimiza îngrijorarea cu privire la denaturarea rezultatelor cauzate de țesuturile eșantionului de stare proastă.

în schimb, într-un studiu care a utilizat un model similar de corp cavernos uman pentru evaluarea efectului sildenafilului asupra inhibării enzimatice a PDE și a relaxării musculare netede, s-au obținut probe de la pacienți cu ED în timpul intervenției chirurgicale pentru implantarea protezei penisului, deci pare probabil că în acest caz majoritatea subiecților au prezentat leziuni endoteliale într-un anumit grad 6.

o altă preocupare în acest domeniu de cercetare este disponibilitatea țesuturilor pentru a efectua experimentele. În cear, în fiecare lună se efectuează opt transplanturi de organe, ceea ce face posibilă finalizarea studiilor fără întreruperi majore.

Seidler și colab. 4 a lucrat la un model similar folosind corpul cavernos donat de pacienții supuși unei intervenții chirurgicale de realocare a sexului ca tratament pentru transsexualitate și tulburare de identitate de gen. În ciuda stării bune a țesuturilor, numărul mic de bărbați care se supun acestui tip de procedură limitează posibilitatea de a colecta suficient țesut pentru munca experimentală.

lucrarea de față prezintă un model cuprinzător pentru recoltarea țesuturilor corpului cavernos uman și pentru efectuarea experimentelor de relaxare a mușchilor netezi in vivo. Corpul cavernos uman sănătos este îndepărtat de la donatorii de cadavre și supus experimentelor în băi izolate. Tehnica permite disecția și izolarea corpului cavernos, a arterei cavernoase și a uretrei.

importanța tehnicii constă în faptul că face posibilă testarea unei serii de noi medicamente, inclusiv donatori stabili no, activatori de guanilil ciclază și inhibitori de RhoA-kinază, pe corpul cavernos al mușchiului neted, arterele penisului și uretra 7,12-15.

concluzie

Acest model experimental implică disecția, recoltarea, izolarea și conservarea corpului cavernos uman, a arterei cavernoase și a uretrei în condiții ideale împreună cu studiile fizio-farmacologice însoțitoare. Fezabilitatea și reproductibilitatea modelului îl fac un instrument atractiv în căutarea de noi medicamente pentru tratamentul disfuncției erectile umane.

CONFLICT de interese

nici unul declarat.

1. Disfunctia erectila poate fi cauzata de disfunctia erectila, care poate fi cauzata de disfunctia erectila. Sao Paulo Med J. 2002; 120: 49-54.

2. Moreira ED Jr, Lisboa l Inktibbo CF, Villa M, Nicolosi a, Glasser DB: prevalența și corelațiile disfuncției erectile în Salvador, nord-estul Braziliei: un studiu bazat pe populație. Int J Impot Res. 2002; 14( Suppl 2): S3-9.

3. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: impotența și corelațiile sale medicale și psihosociale: rezultatele studiului de îmbătrânire masculină din Massachusetts. J Urol. 1994; 151: 54-61.

4. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D și colab.: Efectele in vitro ale unei noi clase de compuși donatori de oxid nitric (NO) asupra țesutului erectil uman izolat. Eur Urol. 2002; 42: 523-8.

5. Lopes LFG, Wieraszko AY, El-Sherif, Clarke MJ: D-trans-labilizarea oxidului Nitric în complexele Ru-II prin Imidazoli legați de C. Inorg-Chim Acta 2001; 312: 15-22.

6. De asemenea, este important să se ia în considerare efectele pe care le are sildenafilul asupra relaxării țesutului cavernos uman in vitro și asupra activităților izoenzimelor nucleotidice fosfodiesterazice ciclice. J Urol. 1998; 159: 2164-71.

7. Prieto D, Rivera L, Recio P, Rubio JL, hernia XtraSize m, Garcia XtraSize-Sacrist XtraSize a: rolul oxidului nitric în relaxarea provocată de sildenafil în arterele de rezistență a penisului. J Urol. 2006; 175: 1164-70.

8. De asemenea, este important să se ia în considerare faptul că bărbații care suferă de disfuncții erectile pot suferi de disfuncții erectile, cum ar fi disfuncția erectilă, disfuncția erectilă, disfuncția erectilă, disfuncția erectilă, disfuncția erectilă, disfuncția erectilă sau disfuncția erectilă. Sildenafil Diabet Grup De Studiu. JAMA. 1999; 281: 421-6.

9. Palumbo PJ: factori de risc Metabolic, disfuncție endotelială și disfuncție erectilă la bărbații cu diabet zaharat. Am J Med Sci. 2007; 334: 466-80.

10. Thompson CS, Mumtaz FH, Khan MA, Wallis RM, Mikhailidis DP, Morgan RJ și colab. Efectul sildenafilului asupra relaxării musculaturii netede cavernoase și formării GMP ciclice la iepurele diabetic. Eur J Pharmacol. 2001; 425: 57-64.

11. Angulo J, Cuevas P, Moncada I, Marturi_n-Morales A, Allona A, Fern_ndez a, și colab.: Justificare pentru combinația de PGE (1) și s-nitroso-glutation pentru a induce relaxarea mușchiului neted al penisului uman. J Pharmacol Exp Ther. 2000; 295: 586-93.

12. Wang P, Wu P, Myers JG, Stamford A, Egan RW, Billah MM: caracterizarea fosfodiesterazelor corpului cavernos uman, câine și iepure de tip 5. Life Sci. 2001; 68: 1977-87.

13. Martinez AC, Garcia Oqusta-Sacrist a, Rivera l, Benedito s: Răspuns bifazic la histamină în artera dorsală a penisului de iepure. J Cardiovasc Pharmacol. 2000; 36: 737-43.

14. Matsumoto a, Morita T, Kondo s: erecția penisului mediată de alfa-adrenoceptor la câini: observații in vivo și in vitro. J Mușchi Neted Res. 2000; 36: 169-79.

15. Andersson KE, Gratzke C: farmacologia antagoniștilor alfa1-adrenoceptori în tractul urinar inferior și sistemul nervos central. Nat Clin Pract Urol. 2007; 4: 368-78.

corespondenta cu
Dr. Rommel Prata Regadas
Dr. Ratisbona, 208, Fatima
Fortaleza, cear, 60411-220, Brazilia
Fax: + 55 85 3366-8064
E-mail: [email protected]

acceptat după revizuire: 20 ianuarie 2010

comentariu EDITORIAL

erecția penisului este un eveniment neurovascular complex care se bazează pe vasodilatația țesuturilor erectile datorită oxidului nitric derivat neuronal și endotelial (NO) eliberat prin activarea nervilor parasimpatici asupra stimulării sexuale a mucoasei endoteliale cavernoase 1.

acest stimul sexual aduce fluxul de sânge în corpul cavernos și rigiditatea penisului în consecință este menținută prin intermediul unui mecanism veno-ocluziv.

Acest lucru este permis de micro-arhitectura particulară a corpului cavernos, care consimte la un sistem hemodinamic sofisticat.

în caz contrar, tunica albuginea joacă un rol cheie în funcția erectilă.

fiind bogat în fibre elastice, este capabil să reziste la supraîncărcarea corpului la niveluri ridicate de presiune intracavernoasă, comprimând venele efluente trans-albugineale, precum și oferind o structură de protecție inextensibilă arteriolului și nervilor intracavernoși.

această funcție este posibilă datorită structurii sale realizate din fibre colagenice legate prin punți elastice de fibre 2,3

prin urmare, este foarte important să-și păstreze integritatea pentru a-și menține rolul fundamental în mecanismul erectil.

prezența tulburărilor structurale, cum ar fi o depunere excesivă de colagen, dă naștere la formarea unei plăci, fibrotice mai întâi și apoi calcificate, așa cum se poate găsi în boala Peyronie.

În plus, există o scădere semnificativă a concentrației de fibre elastice, precum și la acești pacienți afectați de indurație penis plastica 4.

modificări similare au fost găsite la pacienții care au suferit prostatectomie radicală, unde fibrele elastice trabeculare și fibrele musculare netede au scăzut și conținutul de colagen a crescut semnificativ 5.

pe măsură ce vârsta avansează hormonii steroizi gonadali și, în special, producția de testosteron scade 6, conducerea nervoasă încetinește și eficiența microcirculației vasculare a penisului este redusă.

androgenii sunt esențiali pentru dezvoltarea, creșterea și maturarea țesuturilor erectile, acționând asupra hemostatisului din corpul cavernos, reglând creșterea mușchiului neted și sinteza proteinelor țesuturilor conjunctive.

prin urmare, o scădere a producției lor ar putea duce la trecerea de la fibrele elastice la fibrele de colagen, care este baza fibrozei cavernoase 7,8.

studii recente au arătat că testosteronul reglează, de asemenea, expresia fosfodiesterazei de tip 5 (PDE5) 9.se știe că disfuncția erectilă (ED) afectează 150 de milioane de oameni din întreaga lume.

până acum câțiva ani, se credea că 90% din ED avea o etiologie psihogenetică.mai mult, studiile neurofiziologice, hemodinamice și farmacologice ne-au ajutat să înțelegem mai bine mecanismul complex biochimic și micro-anatomic al funcției erectile, arătând că 50% din ED are o etiologie organică 10.

Pe de altă parte, chiar și Ed psihogenetic ar putea fi consecința unei creșteri a stimulării adrenergice și având ea însăși o origine organică 11.

în ultimii 20 de ani s-au înregistrat schimbări remarcabile în tratamentul ED.apariția și succesul inhibitorilor PDE5 ca terapie eficientă pentru disfuncția erectilă este remarcabilă având în vedere intenția din spatele dezvoltării compusului original: inițial conceput ca agent antianginal, a devenit rapid evident că primul inhibitor PDE5 de pe piață, sildenafilul, a prezentat erectogeneza ca efect secundar, iar medicamentul a fost recunoscut în curând ca un potențial tratament revoluționar pentru ED.mai mult, s-a demonstrat că sildenafilul previne progresia fibrozei corpului cavernos la pacienții prostatectomizați. Eficacitatea sa pare să rezulte dintr-un efect anti-proliferativ exercitat asupra fibroblastelor 12.se știe că inhibitorii PDE-5 au revoluționat tratamentul disfuncției erectile și au schimbat viața a milioane de oameni din întreaga lume.

cu toate acestea, există încă un procent ridicat de pacienți cu ED care sunt, de asemenea, afectați de disfuncție endotelială (56%) și ulterior nu răspund la această clasă de medicamente 13.

deși deja studiat pe larg, Niciun donator nu continuă să fie un subiect important în ceea ce privește ED.

multe studii au fost efectuate pentru a găsi noi donatori NO sau noi activatori de guanilil ciclază pentru a încerca să găsească noi medicamente pentru a trata acești pacienți care nu răspund la inhibitorii PDE-5 14.

lucrarea de față ne arată un model pentru recoltarea țesuturilor corpului cavernos uman și pentru efectuarea experimentelor de relaxare a mușchilor netezi in vivo.

corpul cavernos sănătos luat de la donatorii tineri de cadavre uciși de traume sau accident vascular cerebral oferă țesuturi în stare bună.

în literatura de specialitate, nu am găsit o abordare similară din cauza dificultății de a obține probe de țesuturi umane.

cu această tehnică este posibilă testarea de noi medicamente, cum ar fi donatorii, activatorii de guanilil ciclază și inhibitorii RohA-kinazei pe țesuturile musculare netede umane in vivo, mai degrabă decât folosind corpul cavernos in vivo de la animale precum șobolani sau iepuri, așa cum a fost efectuat de Pen Wang și colab. 15.

în cele din urmă, această tehnică de recoltare și modelul de contracție-relaxare a mușchilor netezi ar putea fi un instrument foarte util pentru a ne ajuta să găsim noi medicamente pentru a trata ED.

1. Andersson KE, Wagner G: fiziologia erecției penisului. Physiol Rev. 1995; 75: 191-236.

2. Iacono F, Barra s, De Rosa G, Boscaino A, Lotti T: tulburări microstructurale ale tunica albuginea la pacienții afectați de impotență. Eur Urol. 1994; 26: 233-9.

3. Iacono F, Barra s, Lotti T: concentrația fibrelor elastice în tunica albuginea corpului cavernos și monitorizarea tumescenței nocturne. Int J Impot Res.1995; 7: 63-70.

4. Iacono F, Barra S, De Rosa G, Boscaino A, Lotti T: Tulburări microstructurale ale tunica albuginea la pacienții afectați de boala Peyronie cu sau fără disfuncție de erecție. J Urol. 1993; 150: 1806-9.

5. Iacono F, Giannella R, Somma P, Manno G, Fusco F, Mirone V: modificări histologice ale țesutului cavernos după prostatectomie radicală. J Urol. 2005; 173: 1673-6.

6. De asemenea, este important să se ia în considerare faptul că, în cazul în care penisul este în erecție, este necesar să se ia măsuri pentru a preveni disfuncția erectilă și pentru a preveni disfuncția erectilă. J Sex Med. 2005; 2: 759-70.

7. Traish AM, Guay AT: sunt androgenii critici pentru erecțiile penisului la om? Examinarea dovezilor clinice și preclinice. J Sex Med. 2006; 3: 382-404; discuție 404-7.

8. Park K, Seo JJ, Kang HK, Ryu SB, Kim HJ, Jeong GW: un nou potențial al nivelului de oxigenare a sângelui dependent (îndrăzneț) RMN funcțional pentru evaluarea centrelor cerebrale ale erecției penisului. Int J Impot Res.2001; 13: 73-81.

9. Morelli A, Filippi S, Mancina R, Luconi m, Vignozzi L, Marini M și colab.: Androgenii reglează expresia fosfodiesterazei de tip 5 și activitatea funcțională în corpul cavernos. Endocrinologie. 2004; 145: 2253-63. Eratum în: endocrinologie. 2004; 145: 3152.

10. Kaiser FE: disfuncție erectilă la omul îmbătrânit. Med Clin Nord Am. 1999; 83: 1267-78.

11. Iacono F, Barra S, Lotti t: evaluarea arterelor profunde ale penisului în impotența psihogenică prin intermediul ultrasonografiei duplex. J Urol. 1993; 149: 1262-4.

12. De asemenea, este important să se ia în considerare faptul că, în cazul în care nu există nici un risc de a suferi de disfuncții erectile, este necesar să se ia măsuri de precauție pentru a reduce riscul de a suferi de disfuncții erectile. Urol Int. 2008; 80: 249-52.

13. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: impotența și corelațiile sale medicale și psihosociale: rezultatele studiului de îmbătrânire masculină din Massachusetts. J Urol. 1994; 151: 54-61.

14. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D și colab.: Efectele in vitro ale unei noi clase de compuși donatori de oxid nitric (NO) asupra țesutului erectil uman izolat. Eur Urol. 2002; 42: 523-8.

15. Wang P, Wu P, Myers JG, Stamford A, Egan RW, Billah MM: caracterizarea fosfodiesterazelor corpului cavernos uman, câine și iepure de tip 5. Life Sci. 2001; 68: 1977-87.