Novos conceitos na aterogênese acelerada do paciente renal Maurilo Leite Jr. VIII Congresso Mineiro de Nefrologia 25 de abril de 2009

Doença Cardiovascular e Insuficiência renal crônica Hipertrofia ventricular esquerda Insuficiência cardíaca Hipertensão arterial Aterosclerose acelerada

Age and Time on Dialysis are Major Associations with Carotid Plaques in non-Diabetic HD Patients Mônica N. Vianna1, Viviane O. Leal1, Marta Turano2, Beatriz A. Penedo1, Lucio R. Cardoso1, Maurilo Leite Jr.1 1Disciplina e Serviço de Nefrologia, e 2Serviço de Cardiologia, Faculdade de Medicina, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Prevalência de placa aterosclerótica 35,9% 64,1% Sem placa Com placa Vianna, 2009. J Bras. Nefrol. (subm.)

Parameters Prevalence OR CI 95% P Men Woman 0.68 0.60 1.14 0.71-1.83 0.830 a > 38 years of age ≤ 38 years of age 0.76 0.22 28.29 2.68-712.8 0.0009 b > 4 years on dialysis ≤ 4 years on dialysis 0.84 0.45 5.5 1.02-33.37 0.026 a Vianna, 2009. J Bras. Nefrol. (subm.)

Aterosclerose na IRC Aterosclerose – Lesão aterosclerótica LDL modificada O papel da acidose metabólica

Aterosclerose na IRC Aterosclerose – Lesão aterosclerótica LDL modificada O papel da acidose metabólica

Aterosclerose Constituintes básicos da parede de vasos sangüíneos: - células endoteliais - células musculares lisas - matriz extracelular: elementos elásticos, colágeno e proteoglicanos.

A aterosclerose é caracterizada por lesões na camada íntima das artérias chamadas de ATEROMA ou PLACA FIBROGORDUROSA F – capa fibrosa C – núcleo lipídico L - lúmen Clara predileção pelos locais de ramificação dos vasos

Placa de ateroma: lesão situada dentro da camada íntima das artérias, exibindo um núcleo lipídico (colesterol e ésteres de colesterol) circundado por capa fibrosa.                                                                           

Aterogênese

Aterosclerose e rim Aterosclerose LDL HDL Doença vascular obstrutiva Inflamação - Estresse oxidativo Fatores de risco tradicionais + Aterosclerose Doença vascular obstrutiva

Aterosclerose e rim Aterosclerose LDL HDL Insuficiência renal Inflamação - Estresse oxidativo Fatores de risco tradicionais + Fatores de risco não tradicionais e tradicionais + Aterosclerose Insuficiência renal Doença vascular obstrutiva

Am J Clin Nutr 2004;80:1222–9

Aterosclerose na IRC Aterosclerose – Lesão aterosclerótica LDL modificada O papel da acidose metabólica

LDL minimamente modificado LDL e modificações LDL nativo LDL minimamente modificado Reconhecido pelo receptor de LDL Não reconhecido pelo receptor scavanger Ação pró-inflamatória e pró-apoptótica LDL oxidado Não reconhecido pelo receptor de LDL Reconhecido pelo receptor scavanger

LDL(-) oxLDL Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20:2281-2287.

De Castellarnau et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20:2281-2287.

Oliveira et al, 2006.

“All authors agree that these particles are cytotoxic on ECs, suggesting that LDL(-) could affect EC function and be atherogenic. A relevant role in atherogenesis for this fraction is supported by the observation that the relative proportion of LDL(-) is elevated in subjects at high risk of atherosclerosis.” Castellarnau et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20:2281-2287

Características gerais e perfil lipídico dos grupos estudados Parameters HD PD Control Sex 13F,12M 9F,2M 7F,2M Age (years) 48.18.4 55.16.3 42.212.5 Causes of CKD 18-SAH, 2-PRD, 5-CG 10-SAH, 1-PRD _ Time of dialysis (months) 34.720.9 29.812.3 Total Cholesterol (mg/dL) 193.536.1 217.533.7 186.138.3 (HDL-c) (mg/dL) 34.86.9 38.99.6 33.412.5 (LDL-c) (mg/dL) 117.444.1 141.033.1 122.634.4 (VLDL-c) (mg/dL) 43.326 37.612.7 30.27.7 Tryglicerides (mg/dL) 216.6130.2 188.863.8 1518.2 SAH = systemic arterial hypertension; PRD = Polycistic renal disease; CG = Chronic glomerulonephritis Lobo et al, Nephron Clin Pract 2008;108:298–304

Avaliação antropométrica Parameters HD PD Control BMI (kg/m2) 23.13.0 24.74.1 23.83.9 WC (cm) 83.5711.9 8519.7 82.816.1 TSF (mm) 13.45.0* 194.5 18.24.1 AMC (cm2) 27.34.0 28.74.7 294.0 * means p<0,05 compared to PD and control groups Lobo et al, Nephron Clin Pract 2008;108:298–304

Lobo et al, Nephron Clin Pract 2008;108:298–304

Conclusions We conclude that serum concentrations of LDL(-) were higher in HD than in PD patients, which were higher than those in healthy subjects. On the other hand, lipid abnormalities are more present in PD patients. The lower levels of anti-LDL(-) IgG autoantibodies in HD and PD patients, as compared to the control group, may represent increased trapping from immunocomplexes, although larger studies are needed to confirm these findings.

Mafra et al, Nephrol Dial Transplant (2009)

Mafra et al, Nephrol Dial Transplant (2009)

LDL é retido por proteoglycanos no sub-endotélio Íntima LDL PGs

Evento inicial na aterogênese Interação GAG-LDL: Evento inicial na aterogênese Wagner WD, Edwards IJ, St Clair RW, Barakat H. Low density lipoprotein interaction with artery derived proteoglycan: the influence of LDL, particle size and the relationship to atherosclerosis susceptibility. Atherosclerosis 75: 49-59, 1989. Williams K, Tabas I. The response-to-retention hypothesis of early atherogenesis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 15: 551-61, 1995. Camejo G, Hurt-Camejo E, Wiklund O, Bondjers G. Association of apo B lipoproteins with arterial proteogglycans: pathological significance and molecular basis. Atherosclerosis 139: 205-22, 1998.

Fixação de LDL em subendotélio

“Electronegative LDL has high affinity to proteoglycans” “Thus, the extracellular acidification of atherosclerotic lesions could amplify the deleterious effects of LDL(-), which may play a role in advanced atherosclerotic lesions, with compartments having acidic extracellular fluid.” Bancells et al. J. Lipid Res. 2009. 50: 446–455.

Aterosclerose na IRC Aterosclerose – Lesão aterosclerótica LDL modificada O papel da acidose metabólica

A acidose metabólica sistêmica altera a interação GAG-LDL na matriz subendotelial das artérias?

Modelo de aterosclerose: coelhos Grupos: Hiperlipêmico (HL): Ração + óleo +banha + colesterol (0.5%) Acidose (A): Água de beber com NH4Cl à 0.75% HL+A Normal (N) Dieta e sg sg sg e sacrifício 0 1 2 meses

Interaction between total GAG and LDL Insoluble complex formation A+HL A turbidity (OD 620 nm) N HL hexuronic acid (g/mL)

Total GAG molecular weight range AC+HL AC HL HL ( - ) ( + )

Interação GAG-LDL é alterada pelo tamanho da cadeia do GAG Vijayagopal P, Srinivasan SR, Radhakrishnamurthy B, Berenson GS. Interaction of serum lipoproteins and a proteoglycan from bovine aorta. J. Biol. Chem. 256: 8234-41, 1981. Mourão PAS, Bracamonte C. The binding of human aortic glycosaminoglycans and proteoglycans to plasma low density lipoprotein. Atherosclerosis 50: 133-46, 1984. Cardoso LEM, Mourão PAS. Glycosaminoglycan fractions from human arteries presenting diverse susceptibilities to atherosclerosis have different binding affinities to plasma LDL. Artherioscler. Thromb. 14: 115-24, 1994.

Cadeias de GAG com pêso molecular maior têm maior afinidade com o LDL “ ...decreased interaction between the GAGs and plasma LDL, probably due to decreased GAGs size.” Tovar et al, 2006. Cadeias de GAG com pêso molecular maior têm maior afinidade com o LDL

LÚMEN VASCULAR ENDOTÉLIO TÚNICA MÉDIA ENDOTÉLIO Fig.7 – Fotomicrografia da aorta do animal 10 (DIETA NORMAL), evidenciando intima revestida por camada de células endoteliais preservadas, sem alterações histopatológicas significativas. (H-E, 60x). No detalhe, em maior aumento, nota-se com maior detalhe o revestimento endotelial normal (H-E, 250x).

LÚMEN VASCULAR MACRÓFAGOS INTIMAIS TÚNICA MÉDIA Fig.1 – Fotomicrografia da aorta do animal 1 (DIETA GORDUROSA), evidenciando macrófagos xantomizados intimais, lesão grau II da AHA. (H-E, 60x)

LÚMEN VASCULAR MACRÓFAGOS INTIMAIS CALCIFICAÇÃO TÚNICA MÉDIA Fig.2 – Fotomicrografia da aorta do animal 2 (DIETA GORDUROSA), evidenciando macrófagos xantomizados intimais, lesão grau II da AHA, e foco incidental de calcificação na túnica média, do tipo esclerose calcificante de Monckeberg. (H-E, 60x) No detalhe, fotomicrografia do mesmo campo, na coloração pelo tricrômico de Masson, evidenciando a localização do foco de calcificação na túnica média (Masson, 60x).

LÚMEN VASCULAR ENDOTÉLIO TÚNICA MÉDIA Fig.3 – Fotomicrografia da aorta do animal 4 (DIETA NORMAL + ACIDOSE), evidenciando intima revestida por camada de células endoteliais preservadas, sem alterações histopatológicas significativas. (H-E, 60x)

LÚMEN VASCULAR TÚNICA MÉDIA Fig.4 – Fotomicrografia da aorta do animal 4 (DIETA NORMAL + ACIDOSE), na coloração pela orceína, evidenciando as fibras elásticas normais da túnica média da aorta. A túnica íntima não apresenta espessamento, sendo praticamente imperceptível neste aumento (orceína, 60x).

LÚMEN VASCULAR MACRÓFAGOS INTIMAIS TÚNICA MÉDIA Fig.5 – Fotomicrografia da aorta do animal 6 (DIETA GORDUROSA + ACIDOSE), evidenciando macrófagos xantomizados intimais, lesão grau II da AHA (H-E, 250x).

LÚMEN VASCULAR PLACA ATEROSCLERÓTICA CALCIFICADA TÚNICA MÉDIA Fig.6 – Fotomicrografia da aorta do animal 5 (DIETA GORDUROSA + ACIDOSE), evidenciando placa aterosclerótica bem constituída, com centro calcificado (H-E, 60x).

A acidose metabólica, de alguma forma, pode predispor à maior retenção de LDL pelos GAGs, através de uma manutenção de cadeias maiores destes últimos. Acidose crônica pode interferir na estrutura de GAGs em pacientes renais crônicos, levando a uma maior interação com o LDL, contribuindo para acentuação do processo aterogênico nesta população.

LDL é retido por proteoglycanos no sub-endotélio Íntima LDL PGs

Morgan et al, FEBS Lett 333: 275-9, 1993

Considerações finais LDL (-) é pró-inflamatória e aterogênica Pacientes renais crônicos possuem LDL (-) elevada Suplementação com Vit. E diminui LDL (-) Fixação de LDL no subendotélio acentuada na acidose, particularmente LDL (-) Controle rígido da acidose metabólica benéfico

Agradecimentos Ana Maria Tovar Julie Calixto Lobo Beatriz Amado Penedo Ana Helena P. Correia Paulo A.S. Mourão Cesônia A. Martinusso Alyson Rosario Jr. Monica Vianna Marta Turano Viviane Leal Denise Mafra Felipe Rizzetto Renata Lima Daniela Mattos Grosso Dulcinéia Saes Parra Abdalla Inah Pecly Edney Rangel André Luis Barreira

Insuficiência renal crônica Aterogênese acelerada Desnutrição Inflamação Fatores de risco não tradicionais Hipertensão Diabetes ACIDOSE Genética Tabagismo Outros fatores de risco tradicionais

Experience with Oral Bicarbonate Supplementation in CAPD Patients: A Simple and Cost-Effective Maneuver to Improve Nutritional Status Lima RC, Barreira AL, Ferraz L, Ornellas JF, Leite M Jr. Disciplina de Nefrologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Efeito sobre o pH sérico 180 90 Dias 7,5 7,4 7,3 7,2 pH * p = 0,0002 Lima et al. J Am Soc Nephrol. 2003; 14:503

Efeito sobre o HCO3 sérico 31 * 29 27 25 23 21 19 17 15 90 180 Days * p=0,006 Lima et al. J Am Soc Nephrol. 2003; 14:503

* * Suppl. No suppl. 50 100 150 200 250 90 180 Days Transferin (mg/dL) 50 100 150 200 250 90 180 Days Transferin (mg/dL) * p < 0,004 Lima et al. J Am Soc Nephrol. 2003; 14:503A.

Journal of Renal Nutrition, 2009 (In press)

Leal et al, Journal of Renal Nutrition, 2009 (In press) The cutoff point for creatinine clearance, i.e., the level at which the association with acidosis begins to strengthen, was 31.8 mL/min. This level, as assessed by the receiver operating characteristic curve (Fig. 2), had a sensitivity of 86.7% (95% confidence interval [CI], 59.5% to 98.0%) and a specificity of 86.7% (95% CI, 59.5% to 98.0%). Leal et al, Journal of Renal Nutrition, 2009 (In press)

Control cells 200x 320x

LDL 50µg/ml added 60 hours before fixation 200x 320x