Estimulação do Nervo Vagal para Disfunção da Barreira Intestinal em Voluntários Saudáveis

O estresse - um estado que evoca uma reação de "luta ou fuga" ou simpática do organismo humano - tem sido implicado na propagação da inflamação em pacientes com doença inflamatória intestinal (DII). De fato, o risco de recaída na doença de Crohn (DC) e na colite ulcerosa (UC) aumenta na presença de estresse agudo e crônico. O mecanismo proposto para esse fenômeno inclui a capacidade do estresse de induzir uma quebra na função da barreira intestinal por meio de vias dependentes de mastócitos e hormônio liberador de corticotropina (CRH). Essa perturbação da barreira intestinal foi demonstrada experimentalmente em humanos usando paradigmas de estresse que podem ser equiparados aos eventos estressantes relativamente leves experimentados na vida cotidiana.

O sistema nervoso autônomo (SNA) parece desempenhar um papel crucial nas alterações induzidas pelo estresse na permeabilidade intestinal. Múltiplos estudos de modelo murino in vitro e in vivo confirmaram que o estresse agudo e crônico (induzido em um camundongo por vários paradigmas de estresse, como contenção e imersão em água) pode promover aumento da permeabilidade intestinal. O mecanismo subjacente parece ser através da ruptura de proteínas de junções apertadas ao longo do espaço paracelular do epitélio intestinal. A ruptura de junções apertadas nesses modelos de paradigma de estresse são dependentes de acetilcolina e CRH. Este efeito na permeabilidade intestinal parece recuperar dentro de 4 dias em modelos murinos.

Mudanças semelhantes foram descritas em modelos humanos de estresse agudo. Barclay e Turnberg mostraram pela primeira vez que a absorção intestinal de sal e água foi reduzida em participantes saudáveis ​​em resposta ao estresse agudo induzido por um paradigma estressor de curto prazo. Neste estudo, eles usaram a escuta dicotômica como estressor fisiológico, em que o participante é solicitado a ouvir dois tipos de gêneros diferentes de música em cada ouvido enquanto completava uma tarefa mentalmente desafiadora. Verificou-se que essas alterações fisiológicas de absorção na função de barreira do intestino são mediadas por um mecanismo dependente de colinérgicos. Os mesmos autores mostraram posteriormente efeitos semelhantes com o paradigma do estresse físico da dor induzida pelo frio em voluntários saudáveis. Embora as alterações reais da permeabilidade intestinal não tenham sido medidas na época, um provável mecanismo de alterações da permeabilidade relacionado a essas alterações no fluxo de eletrólitos é através do canal paracelular da claudina-2, que já foi descrito. A configuração desse canal está relacionada ao fluxo iônico através do epitélio intestinal e, portanto, tornaria o epitélio mais permeável em momentos de fluxo de eletrólitos. Em estudos mais recentes utilizando o mesmo paradigma da dor causada pelo frio, as alterações na permeabilidade intestinal foram acompanhadas pela liberação de produtos da degranulação dos mastócitos, triptase e histamina. Tais mudanças na permeabilidade intestinal induzidas pelo estresse agudo foram mimetizadas pela administração periférica de CRH e podem ser revertidas pela administração de estabilizadores de mastócitos.

Um papel chave para o sistema nervoso parassimpático na perturbação da permeabilidade intestinal por estresse fisiológico severo foi derivado dos efeitos da estimulação do nervo vago em modelos animais. A estimulação do nervo vago cervical por 10 minutos antes de dar aos camundongos uma queimadura grave protegeu-os da perturbação da barreira intestinal e aumentou a expressão da proteína ácida fibrilar glial intestinal (FGAP), um marcador da ativação glial do sistema nervoso entérico, in vitro e in vivo. O efeito foi provável, pelo menos em parte, devido a um mecanismo dependente do receptor de acetilcolina α7 que foi demonstrado tanto em células epiteliais intestinais cultivadas quanto em células gliais entéricas. Estudos posteriores apoiaram este efeito protetor da estimulação do nervo vago, sugerindo um papel para a preservação do número de células dendríticas na linfa mesentérica como outro mecanismo potencial. mecanismo induzido no intestino em vez de ser dependente de um processo mediado pelo baço, pois o efeito protetor se manteve verdadeiro em camundongos esplenectomizados. A estimulação do sistema nervoso parassimpático através do nervo vago parece, portanto, desempenhar um papel protetor na modulação da função de barreira intestinal com evidências experimentais sugerindo sua capacidade de reverter as alterações induzidas pelo estresse na permeabilidade intestinal.

Estes resultados são de grande interesse, visto que na última década houve uma série de estudos que apoiam a teoria da perturbação da barreira intestinal na patogênese da DII. Além disso, a detecção de anticorpos direcionados contra antígenos microbianos (como 'ASCA' - epítopos de Saccharomyces cerevisiae e Flagelina CBir1) são encontrados no soro de pacientes antes do desenvolvimento da DII - indicando uma ruptura da função da barreira intestinal antes do início da doença. Além disso, uma predisposição genética à perturbação da barreira intestinal é considerada um fator predisponente no desenvolvimento de DII. Dado que parece que o SNA tem um papel significativo a desempenhar na manutenção da função da barreira intestinal, seria razoável concluir que alterações no SNA em um indivíduo suscetível podem, pelo menos em parte, estar implicadas no desenvolvimento e exacerbações de DII.

Vários marcadores sorológicos e urinários foram validados como ferramentas úteis na medição das alterações da permeabilidade intestinal in vivo. Estes incluem proteína de ligação a lipopolissacarídeos (LBP), CD-14 e proteína de ligação a ácidos graxos do tipo intestinal (I-FABP) no soro, bem como uma solução de açúcar dupla administrada por via oral e seus subprodutos no soro e na urina . O CD-14 solúvel e o LBP fazem parte da via de sinalização inflamatória do LPS, portanto, seus níveis no soro demonstraram ser marcadores objetivos para a ativação imune sistêmica e danos ao epitélio intestinal. I-FABP é uma proteína intracelular expressa nas células epiteliais da camada mucosa do tecido do intestino delgado e grosso e é propensa a vazamento na corrente sanguínea dos enterócitos quando ocorre dano à mucosa intestinal. O teste oral de açúcar duplo usa lactulose e ramnose que são diferencialmente absorvidas no intestino e excretadas na urina. A proporção de lactulose para ramnose na urina e no soro pode ser usada como uma medida da permeabilidade do intestino delgado quando a urina é coletada por duas horas após a ingestão da solução de teste.

O efeito terapêutico da estimulação do nervo vago na disfunção da barreira intestinal é uma importante área de estudo, pois pode levar a um método novo e barato de tratamento de condições associadas à perturbação da barreira intestinal. Em humanos, o ramo auricular do nervo vago está localizado diretamente sob a pele, tornando-o um alvo adequado para estimulação transcutânea. Um dispositivo de estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS) é, portanto, uma ferramenta não invasiva adequada para a investigação da estimulação transcutânea do nervo vago (tVNS) para redução da permeabilidade intestinal em humanos e tem sido usado em vários estudos utilizando a técnica de tVNS em nosso laboratório.

O hormônio liberador de corticotropina (CRH) é naturalmente secretado pelo hipotálamo humano saudável durante períodos de estresse. O CRH administrado por via intravenosa possui a vantagem de ter uma meia-vida curta e é rotineiramente utilizado clinicamente no diagnóstico da síndrome de Cushing. Evidências recentes mostraram que a injeção intravenosa de CRH aumenta de forma confiável e significativa a permeabilidade intestinal em voluntários saudáveis ​​sem efeitos adversos significativos. a estimulação pode reduzir o grau de permeabilidade intestinal induzida pelo CRH.