Resumo: As disfunções do baixo trato urinário estão entre as complicações mais comumente associadas ao diabetes mellitus, e incluem urgência miccional, alterações da freqüência e incontinência urinária, hiperatividade e hipertrofia da bexiga, tornando complexos os procedimentos diagnósticos e terapêuticos. O mediador primário para a contração do músculo liso detrusor é a acetilcolina (Ach), sendo suas ações mediadas, principalmente, pelos receptores muscarínicos do subtipo M3 e M2, principalmente o subtipo M3. O receptor P2X1, ativado pelo trifosfato de adenosina (ATP), também participa da contração do detrusor; porém, com menor importância. Ambos promovem a contração através da mobilização de Ca2+ citosólico, seja pela formação de inositol trifosfato (IP3), seja pelo influxo de Ca2+ extracelular via canais de Ca2+ tipo L. Além destes mecanismos, os receptores M3 podem desencadear resposta contrátil independente da concentração de Ca2+ citosólico, através da sensibilização ao mesmo, a qual ocorre, principalmente, pela ação da enzima Rho-kinase. A despeito de sua grande relevância na contração da bexiga, até o presente, poucos estudos abordaram as alterações na homeostase do Ca2+ celular resultantes do diabetes mellitus. Além disso, a contribuição da uretra para a cistopatia diabética ainda é pouco compreendida e estudada. O objetivo deste trabalho foi investigar as alterações funcionais, morfológicas e moleculares do baixo trato urinário em camundongos C57BL/6 com diabetes induzida por estreptozotocina, bem como compreender o papel da uretra na fisiopatologia desta desordem. Para tanto, realizamos os seguintes experimentos: 1) análise histomorfométrica da bexiga; 2) estudo cistométrico; 3) concentração-resposta ao agonista muscarínico carbacol (na ausência e na presença do Y27632 ou nifedipina), ao agonista purinérgico ?,?-metileno ATP, cloreto de potássio (KCl) e ao cloreto de cálcio (CaCl2), assim como curvas freqüência-resposta à estimulação elétrica (1-32 Hz, 80 V, 10 segundos) em detrusor isolado, e montado em banho para órgão preenchido com solução de Krebs Henseleit; 4) curvas concentração-resposta ao agonista ?1-adrenérgico fenilefrina, bem como de relaxamento ao nitroprussiato de sódio, tadalafil e Bay 41-2272, em anéis de músculo liso de uretra; 6) expressão de RNAm de receptores muscarínicos M2 e M3, purinérgicos P2X1 e canais de Ca2+ tipo L em detrusor. Os animais diabéticos apresentaram aumento do peso da bexiga, da espessura da parede e do volume da mesma em relação aos camundongos controle. A densidade de tecido neural também foi maior no grupo diabético, enquanto nenhuma alteração foi verificada em relação à densidade de músculo liso e de colágeno. O estudo cistométrico revelou aumento da capacidade e complacência da bexiga nos animais diabéticos, assim como maior amplitude das contrações de micção, aumento da freqüência de micção e de contrações involuntárias. Estes ainda exibiram aumento da pressão intravesical pós-miccional, evidenciando uma perda da eficiência da micção. A contratilidade do detrusor isolado de camundongos diabéticos se mostrou maior em resposta ao carbacol, ?,?-metileno ATP, KCl, CaCl2 e estímulo elétrico. Para avaliar o papel dos canais de Ca2+ tipo L e da rho-quinase no aumento da resposta contrátil ao carbacol, realizamos curvas ao carbacol na presença do bloqueador de canal de Ca2+ tipo L, nifedipina (3 nM) ou do inibidor da rho-quinase, Y27632 (1 µM). A pré-incubação com nifedipina preveniu o aumento da contração no grupo diabético, enquanto na presença do Y27632 não houve redução significativa das contrações em ambos os grupos. A expressão de RNAm de receptores M3 foi significativamente maior no grupo diabético em comparação com o grupo controle, enquanto não foram observadas alterações significativas na expressão de receptores M2 e P2X1. Os camundongos diabéticos exibiram aumento significativo da expressão de RNAm de canais de Ca2+ tipo L. As curvas concentração-resposta em músculo liso de uretra revelaram aumento da contração em resposta à fenilefrina e redução do relaxamento ao doador de óxido nítrico (NO), nitroprussiato de sódio (SNP), no grupo diabético. Em suma, nossos dados mostram que o aumento da contração do músculo detrusor em camundongos diabéticos é devido ao aumento do influxo de Ca2+ extracelular através dos canais de Ca2+ tipo L e ao aumento da expressão de receptores muscarínicos M3. Além disso, o aumento da resistência mecânica da uretra resultou em perda da eficiência do esvaziamento da bexiga associada à hiperatividade da mesma Ver menos

Abstract: Bladder dysfunction is among the most common and incapacitating complications of diabetes mellitus. The diabetes related lower urinary tract symptoms (LUTS) include overactive bladder, incontinence, urgency, frequency increase and bladder hypertrophy. Acethylcholine (ACh) is the main neurotransmitter responsible for the detrusor smooth muscle contraction, acting mainly at the muscarinic M2 and M3 subtypes. P2X1, through ATP stimuli, also contribute to void contractions. Both M3 and P2X1 activation triggers citosolic Ca2+ mobilization by triphosphate inositol (IP3) formation or extracellular Ca2+ influx through L-type Ca2+ channels. Activation of M3 receptors can also elicit contractile response through Ca2+ concentration-independent pathways. Despite the great importance of Ca2+ handling/homeostases to receptor-mediated bladder contractions, its contribution to diabetic cistopathy has been little studied. In addition, the contribution of urethra in diabetic cistopathy remains poorly comprehended. The present study was designed to evaluate the functional, structural and molecular alterations of detrusor and urethral smooth muscles (DSM) in streptozotocin-induced diabetic mice. The following experiments were performed: 1) Hystomorfometric measurements; 2) Cystometric study; 3) Contractile responses to the muscarinic agonist carbachol (in the absence and in the presence of nifedipine or Y27632), purinergic agonist ?,?-methylene ATP, KCl, CaCl2 and electrical field stimulation (EFS, 1-32 Hz, 80 V, 10 sec) in detrusor strips mounted in organ baths containing Krebs-Henseleit solution; 4) Concentration-response curves to the ?1-adrenergic agonist phenylefrine were performed in isolated rings of urethral smooth muscle and relaxant curves to sodium nitroprusside (SNP), tadalafil and Bay 41-2272; 5) Expression of mRNA of muscarinic receptors M3 and M2, purinergic P2X1 receptors and L-type Ca2+ channels in detrusor by real-time RT-PCR. Histomorfometric analysis revealed increased bladder weight, volume and wall thickness. Neural tissue density was also higher in diabetic mice, whereas smooth muscle and collagen density were not modified in both groups. Cistometric study revealed increases in bladder capacity and compliance in diabetic group, as well as higher peak pressure, micturition frequency and frequency of non-void contractions. Diabetic mice exhibited enhanced post-void pressure, indicating a decrease in bladder emptying efficiency. Detrusor contractile responses to carbachol, ?,?-methylene ATP, KCl, CaCl2 and EFS were significantly higher in diabetic mice. In order to evaluate the role of L-type Ca2+ channels and rho-kinase in the detrusor hypercontractility, contraction curves to carbacol were performed in the presence of L-type Ca2+ channel blocker nifedipine (3 nM) or the rho-kinase inhibitor Y27632 (1 µM). Pre-incubation with nifedipine prevented the increased carbachol-induced detrusor contractions seen in the diabetic mice, while Y27632 did not significantly affect the detrusor contractions in both groups. Levels of mRNA of M3 receptor and L-type Ca2+ channels were significantly increased in diabetic animals, while M2 and P2X1 mRNA expression were not modified in both groups. Concentration-response curves in urethral smooth muscle revealed an increased contractile response to phenylefrine, and a reduction on the relaxant responses to nitric oxide donor, sodium nitroprusside (SNP), in diabetic group, indicating an enhanced urethral resistance by diabetes. In conclusion, our data shows that the overactive detrusor in diabetes is likely to be due an increase in extracellular Ca2+ influx through L-type Ca2+ channels and an enhanced M3 muscarinic expression. Moreover, the higher urethral mechanical resistance result in decrease of the bladder emptying efficiency in diabetic mice associated to detrusor overactivity Ver menos