Com o desenvolvimento da biologia molecular e da medicina clínica, a patogénese genética e etiológica da urolitíase tem sido mais bem compreendida. Nos últimos 10 anos, a investigação relacionada com o diagnóstico e tratamento da urolitíase tem-se concentrado no estudo das funções dos loci e proteínas mutantes na biologia molecular da patogénese da urolitíase. Em termos do tratamento da urolitíase, a investigação centrou-se na formulação do analógico ADH DDAVP. Para a terapia genética da uremia nefrogénica congénita, o foco principal é encontrar as chaperones moleculares das proteínas codificadas pelos genes mutantes relevantes, para que os receptores mutantes possam ser expressos na membrana celular e, ao ligar-se ao ligante, exercer os efeitos biológicos correspondentes através da mediação do cAMP, que actualmente se limitam a estudos citológicos e não têm sido utilizados em experiências ou aplicações clínicas em animais. Esta secção centra-se nos avanços na biologia molecular e genética das doenças urogenitais. I. Regulação da secreção, acção e controlo da hormona antidiurética 1. Regulação do equilíbrio da água por ADH (hormona antidiurética, pressurizador de arginina, AVP em humanos) Existem grandes variações na ingestão e excreção de água no corpo humano, mas a osmolalidade e o volume de plasma flutuam dentro de um intervalo fisiológico bastante estreito. AVP, segregado pelo hipotálamo e a hipófise, desempenha um papel fundamental na regulação do equilíbrio hídrico. No rim, o glomérulo é capaz de filtrar cerca de 180 litros de água por dia. Cerca de 80% e 15% desta água é reabsorvida nos túbulos proximais e distais do rim, respectivamente. Assim, aproximadamente 9 L de urina hipotónica chegam todos os dias às condutas de recolha dos rins. O AVP produzido pelo hipotálamo e hipófise facilita a reabsorção da urina primária ligando-se aos receptores AVP nas condutas de recolha, concentrando assim a urina e mantendo o volume final da urina excretada entre 2-3 litros por dia em indivíduos normais. AVP é uma hormona secretada pelo hipotálamo e pela hipófise e é regulada pelo gene AVP-NPII, que tem um comprimento de 2,6kb. O precursor do AVP é sintetizado nos ribossomas de membrana dos neurónios de grandes células no hipotálamo. durante o transporte intracelular, o péptido de sinal dissocia-se do precursor AVP e liberta o precursor AVP no retículo endoplasmático. o precursor AVP entra no aparelho de Golgi para glicosilação e é depois transportado para a pituitária posterior para armazenamento em vesículas secretas e processamento pós-transporte. O AVP armazenado na hipófise posterior é libertado no sangue quando o volume de sangue e a osmolalidade plasmática são alterados. O AVP no plasma exerce os seus efeitos fisiológicos ligando-se a receptores AVP específicos. Existem três tipos de receptores AVP, V1, V2 e V3. A expressão do receptor V2 é altamente específica do tecido e encontra-se principalmente nas células musculares lisas vasculares, hepatócitos e plaquetas, onde está envolvida na glicogenólise, agregação plaquetária e regulação do tónus vascular; a expressão do receptor V2 é restrita às células epiteliais dos ramos ascendentes dos colaterais do Henry renal e dos ductos colectores, onde a expressão do mRNA V2 é 10 vezes maior do que a dos colaterais do Henry. Quando AVP se liga aos receptores V2, os níveis de AMPc intracelulares aumentam, mediando o efeito antidiurético do AVP. Os receptores V3 estão localizados principalmente na pituitária anterior, e AVP promove a libertação de ACTH actuando sobre estes receptores. AVP controla a reabsorção de água através do controlo do número de canais de água localizados no topo da membrana celular do túbulo convoluto distal e da conduta de recolha. Quando o AVP se liga ao V2R, aumenta o nível do segundo mensageiro cAMP activando a adenilato ciclase, o que aumenta a cascata de fosforilação da proteína cinase dependente do cAMP nas células principais dos canais colectores do rim e promove a formação de proteínas do canal de água na membrana luminal das células principais. Devido à diferença de pressão osmótica entre o lúmen da conduta colectora e o interstício renal, a água na urina primária entra na célula principal a partir da conduta colectora através da proteína do canal de água, concentrando a urina. 2. a regulação da libertação de ADH A osmolalidade plasmática é o factor mais importante na regulação da libertação de AVP em situações fisiológicas. Destes, os níveis de sódio no sangue desempenham novamente um papel fundamental. Foi demonstrado que o limiar de osmolalidade plasmática para a libertação de AVP quando ocorre a antidiurese é de 287 mOsm/kg, e o limiar de osmolalidade plasmática para o início da sede é de 290-294 mOsm/kg, altura em que a concentração plasmática de AVP pode atingir 5,0 ng/L e os rins atingem o efeito antidiurético máximo para que o AVP funcione plenamente, sendo a urina suficientemente concentrada para atingir uma osmolalidade de Depois disso, mesmo que a concentração de plasma AVP aumente novamente, o efeito antidiurético não será aumentado. O volume de sangue e a pressão sanguínea são outro factor importante na regulação da libertação de AVP. Quando o volume de sangue é reduzido em 10% ou menos, a libertação de AVP pode ser desencadeada e o consumo de água induzido. À medida que o volume de sangue diminui, a concentração plasmática de AVP pode ser superior à libertação de AVP induzida por uma osmolaridade 10 vezes superior. Muitos neuromediadores hipotalâmicos e neuropeptídeos podem regular a secreção do AVP. A libertação de AVP é estimulada pela afinidade nicotínica da acetilcolina para os neurónios supra-ópticos. Histamina, bradicinina e angiotensina II estimulam a libertação de AVP e estimulam o consumo de álcool. Muitos medicamentos estimulam a libertação de AVP, incluindo nicotina, morfina, vincristina, vincristina, ciclofosfamida, antamina, clorossulfonilureia e anticonvulsivantes e antidepressivos tricíclicos. Os glicocorticóides e AVP têm efeitos antagónicos na excreção de água, e o cortisol aumenta o limiar para a libertação de AVP. Os glicocorticóides podem prevenir a intoxicação da água e corrigir a resposta do diurético à carga de água em insuficiência adrenocortical. Os glicocorticóides também actuam directamente nos túbulos renais, reduzindo a permeabilidade da água e aumentando a excreção de soluto e água livre na deficiência de AVP. Diabetes Insipidus (DI) é um grupo de síndromes clínicas em que os rins excretam grandes quantidades de urina diluída (geralmente, o volume de urina excede 30 ml/kg/24hrs e a osmolalidade da urina é inferior a 300 mOsm/kg ou a gravidade específica da urina é inferior a 1,010). As causas de ADH podem ser produção inadequada de ADH (DI central), acção de ADH prejudicada (DI nefrogénica), ou inibição fisiológica da libertação de ADH devido a carga excessiva de água (polidipsia primária). III Classificação da DI 1. uremia central (craniana, neurogénica, central ou vasopressina-responsiva) também conhecida como DI de origem cerebral, neurogénica, central ou vasopressina-responsiva). (1) Definição A disúria central é um estado de poliúria com baixa osmolalidade resultante de secreção inadequada ou deficiente de ADH, apesar da presença de estímulo adequado e de uma boa resposta renal à ADH. Estes incluem: uremia central completa (um estado de poliúria causado pela incapacidade total do corpo de sintetizar ou libertar ADH) e uremia central parcial (um estado de poliúria causado pela incapacidade do corpo de sintetizar e/ou libertar ADH suficiente). (2) Etiologia As causas da enurese central podem ser divididas em duas categorias: enurese familiar (congénita) e enurese central adquirida. a. Biologia molecular e estudos genéticos da enurese central familiar Autosomal enurese central familiar dominante (adFNDI) é a principal causa da enurese central congénita. adFNDI é uma doença autossómica rara e dominante. É causado por mutações no gene AVP-II em células neuronais hipotalâmicas, resultando numa deficiência de síntese, dobragem, dimerização, processamento e secreção de AVP, resultando numa deficiência de AVP plasmático. O início da deficiência de AVP é geralmente na infância, sem diferenças significativas de género e com uma idade média de 3,2 anos[3]. A produção média de urina 24 horas é de 6,6-28,8 litros. O gene AVP-NPII está localizado no cromossoma 20p13 e consiste em três exões: exão 1 codifica o peptídeo de sinal de 19 peptídeos, o AVP de 9 peptídeos, o ligador de 3 peptídeos e os primeiros 9 resíduos de aminoácidos do amino terminal de NPII; exão 2 codifica uma região conservada de NPII com 67 resíduos de aminoácidos; exão 3 codifica 17 resíduos de aminoácidos do terminal carboxílico de NPII, um Arg desde 1991, quando as mutações em AVP-NPII foram identificadas pela primeira vez por Ito [8] et al. 29 locais de mutação em AVP-NPII foram identificados em 43 famílias. A maioria destes locais de mutação são mutações no domínio que codifica NPII, ocorrendo quatro casos no exon 1 do peptídeo do sinal e apenas uma mutação no próprio AVP de nove pólos [9]. A maior parte destas mutações são mutações de sentido errado, cinco são mutações sem sentido (todas ocorrendo no domínio estrutural NPII perto da região da glicoproteína) e três são mutações de eliminação. Com base na multiplicidade de sítios de mutações no gene AVP-NPII acima descrito, a patogénese do CDI pode ser que cada uma destas mutações tenha um efeito significativo nos processos de síntese, dobragem, dimerização, processamento e secreção da proteína que codifica AVP-NPII, tornando impossível a expressão e secreção correctas do AVP. Estas descobertas foram confirmadas por estudos citológicos e experimentais em ratos nocturnos. b. Enurese central adquirida: para mais causas de enurese central. O maior grupo de casos notificados internacionalmente para a etiologia da uremia central foi notificado em 408 doentes com uremia central no Hospital Peking Union Medical College entre 1956 e 2000. Destes, a uremia idiopática representou 52%; os tumores na zona da sela representaram 28%; o CDI devido a traumatismo craniano representou 8%; o CDI após infecção intracraniana representou 4%; as lesões pós-operatórias e isquémicas na zona da sela representaram 3% respectivamente; e a histiocitose X representou 2%. 2. DI nefrogénica (1) Definição A DI nefrogénica é um estado de poliúria em que os rins são insensíveis à acção da ADH, resultando numa descarga constante de urina de baixa osmolaridade. Caracteriza-se clinicamente por um organismo que exibe urina hipotónica persistente, apesar dos níveis adequados de ADH no sangue. Não responde a ADH exógena ou pode ser responsiva em alguns pacientes com enurese nefrogénica. Está também dividida em enurese nefrogénica completa (os rins não respondem de todo à ADH ou medicamentos exógenos) e enurese nefrogénica parcial (os rins respondem a doses farmacológicas de ADH). (2) Etiologia A enurese renal também pode ser classificada como enurese nefrogénica familiar ou adquirida.