quinta-feira, 7 de outubro de 2010

Citoesqueleto e seu papel na mecanotransdução

O crescente avanço de estudos procurando desvendar a Síndrome da Angústia Respiratória Aguda (SARA) e sua etiopatogenia vem crescendo cada vez mais, mostrando o papel de importantes mediadores que são liberados devido ao desencadeamento do estresse mecânico, como postado no blog (clique e saiba mais Novos aspectos na lesão induzida pela VM).
            Sabemos que o sistema mecânico de ventilação espontânea ajuda no equilíbrio hídrico no meio alveolar, intersticial e vascular, graças as variações cíclicas existentes, mas vamos fazer uma breve revisão dessas forças para melhor raciocínio.
            A unidade de troca ou septo alveolar, constituída por células endoteliais dos vasos e células epiteliais dos alvéolos, está em constante adaptação determinado pelos momentos de variação hemodinâmica no fluxo pulmonar e movimentos respiratórios.
            As células endoteliais sofrem à chamada pressão transcapilar e às forças laminares do fluxo sanguíneo contínuo, graças elasticidade dos vasos que armazenam a pressão gerada em energia potencial e devolvem ao fluxo para que esse seja contínuo.
              Já as células epiteliais alveolares são submetidas a pressão cíclica dos movimentos ventilatórios de influxo e efluxo de ar nos pulmões, além da tensão superficial gerada pela interface ar líquido que graças ao surfactante pulmonar (dipalmitoilfosfatidilcolina) é amenizada.
            Não devemos esquecer é claro que entre o alvéolo e o capilar há o interstício e todas essas forças são transmitidas a ele que resiste e se adapta constantemente, devido a sua composição de colágeno e fibras elástica em disposição helicoidal conferindo ao meio altíssimo nível de suporte e resistência durante o estresse.
            Desta forma, podemos dizer que essas pressões são interdependentes, variando conforme o fluxo sanguíneo e volumes pulmonares, ocorrendo a transmissão mecânica desses meios, com intermédio do interstício, sendo interpretadas pelas células que respondem com toda uma cascata de mediadores.
            No primeiro semestre da graduação temos sempre as matérias básicas e que nos fornecem estrutura para sermos particulares perante este tipo de raciocínio. Em se tratando de pressão devemos lembrar-nos da fabulosa lei da ação e reação, mas no organismo tudo está integrado e toda a inércia é suportada por mecanismos existentes, forças aplicadas as células, por exemplo, são suportadas graças ao citoesqueleto que é dotado de microtúbulos de polímeros de tubulina.
            Em citologia aprendemos que o citoesqueleto é a estrutura que confere forma e certa rigidez a célula, hoje podemos observar que esta estrutura está longe disso e exerce papel importantíssimo na adaptação e resposta a essas forças pressóricas.

 Figura 1 - Citoesqueleto estruturando a adesão entre as membranas de pneumócitos sem estresse


 
Fonte: Taniguchi LU, Caldini EG, Velasco IT, Negri EM - 2010



Figura 2 -  Citoesqueleto estruturando a adesão entre as membranasde pneumócitos altamente distendidos. Obseve a alta desidade esturural que deixa a célula rígida 
Fonte: Taniguchi LU, Caldini EG, Velasco IT, Negri EM - 2010


            Ao contrário de ser apenas visto como sistema de tubo de rígido e estático o citoesqueleto continua a oferecer estrutura a membrana celular e possui constante atividade e movimentação de seus constituintes para o rearranjo ideal à situações existentes, além de integrar as células do sistema através das junções celulares através dos famosos desmossomos e hemidesmossomos.
            A célula conhecida atualmente possui uma estrutura que lhe confere rigidez e altíssima plasticidade para se adaptar a forças físicas externas, além de conferir estrutura com ligações entre as membranas celulares que se organizam de acordo o estresse mecânico.
             Mecanicamente falando como o interstício transfere forças pressóricas à célula???, já que este é o meio de intermédio entre o meio hemodinâmico e ventilatório, a resposta é simples, voltando a nossas disciplinas básicas a chave de tudo é a MEMBRANA BASAL, os desmossomos não integram apenas célula a células, mas também a junção com o a matriz extracelular.
            A junção é feita através de proteínas transmembranicas, particularmente as integrinas, essas proteínas são ligadas a estruturas do citoesqueleto do lado plasmático e a membrana basal no interstício, de forma que a deformação no meio externo é transmitida para o citoesqueleto que possuem ligações com organelas, lisossomos e mitocôndrias principalmente, responsáveis pela liberação de radicais livres e enzimas tóxicas, e o núcleo celular transformando mutações gênicas produzindo proteínas defeituosas ou mecanomensageiras ainda desconhecidas.
            Integrinas também transmitem alterações pressóricas do meio externo ao interno através de uma via bioquímica através de mensageiros, como tal situação acontece ainda parece obscuro, talvez estudo moleculares ou ainda quânticos nos revele isso mais a fundo.
            A conexão mecânica com o citoesqueleto através de proteínas intermediárias como paxilina, talina e vinculina, e com algumas quinases: focal adhesion kinase (FAK), PKA, PKC, mitogen-activated protein kinase (MAPK), sendo a FAK a principal envolvida no mecanismo de mecanotrasdução, auxiliando na adesão de leucócitos e a cadeia inflamatória.

Figura 3 - Esquema de mecanotransdução entre o meio extra e intracelular
Fonte: Taniguchi LU, Caldini EG, Velasco IT, Negri EM - 2010


            Contudo a mecanotransdução também possui sua via sem utilização do citoesqueleto, estudos estão engatinhando para mostrar a alterações físicas de membranas em pneumócitos ventilados com altos níveis de volume corrente. Parcialmente o que pode se observar são que as alterações surgem também devido a fissuras/fraturas geradas membrana plasmática, alterando o equilíbrio hidroeletroiônico  entre o meio extra e intracelular, desorganizando as funções celulares.

Figura 4 - Fissura na membrana celular
Fonte: Taniguchi LU, Caldini EG, Velasco IT, Negri EM - 2010


Como podemos observar estamos caminhando ao que parece por um caminho bem mais mecânico e saindo da química, devemos planejar e entender a fisiopatologia do processo, evitando mais a iatrogenia durante a ventilação mecânica. Me sinto cada vez mais importante ao paciente, indo por essa parte, descobertas indo de encontro a alterações mecânica torna a nossa atuação mais importante ainda



Abraço.

Referências

Taniguchi LU. Avaliação imunohistoquímica das alterações do citoesqueleto na parede alveolar em modelo experimental de lesão pulmonar induzida
pela ventilação mecânica em ratos [thesis]. São Paulo: Universidade de São Paulo; 2009.
 Taniguchi Leandro Utino, Caldini Elia Velasco Garcia, Irineu Tadeu, Negri Elnara Márcia.  Cytoskeleton and mechanotransduction in the pathophysiology of ventilator-induced lung injury.  J Bras Pneumol. 2010;36(3):363-371
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