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Armando Polido Júnior
ALTERAÇÕES DO COLÁGENO E DO SISTEMA
ELÁSTICO INDUZIDAS PELA HIPERATIVIDADE
DO DETRUSOR EM COELHOS. Ação da oxibutinina
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-graduação em Bases
Gerais da Cirurgia da Faculdade de
Medicina de Botucatu – UNESP, para a
obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof. Adj. João Luiz Amaro
Co-Orientador: Prof. Adj. Luiz Eduardo de Macedo Cardoso
Botucatu - SP
2009
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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO
DA INFORMAÇÃO
DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CAMPUS DE BOTUCATU - UNESP
BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: Selma Maria de Jesus
Polido Júnior, Armando.
Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas pela hiperatividade
do detrusor em coelhos. Ação da oxibutinina / Armando Polido Júnior. –
Botucatu : [s.n.], 2009.
Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de
Medicina, Botucatu, 2009.
Orientador: João Luiz Amaro
Assunto CAPES: 40102009
1. Colágeno - Efeito fisiológico - Estudos experimentais 2. Bexiga -
Doenças - Efeito das drogas
CDD 616.62
Palavras-chave: Coelho; Colágeno; Obstrução parcial da bexiga; Oxibutinina
intravesical; Sistema elástico
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Epígrafe
Epígrafe
Façamos da interrupção um caminho novo...
Da queda, um passo de dança...
Do medo, uma escada...
Do sonho, uma ponte...
Da procura, um encontro!
(Fernando Sabino – “O encontro marcado”)
Dedicatória
Dedicatória
Aos meus pais Armando e Maria Helena, pelo exemplo de vida,
responsabilidade, honestidade e carinho. Agradeço a presença
constante e a família que construíram em 50 anos de casamento.
Á minha bela esposa Carla, pelo nosso amor e eterna companhia.
Obrigado pelo carinho, dedicação, ajuda e incentivo neste e em todos
os momentos que compartilhamos juntos em nossas vidas. Uma rosa
que cultiva o amor, a cultura, a família ...
Aos meus queridos filhos Bruno e Pedro, luzes de nossa família.
Agradeço a especial existência de vocês cativando nossas mentes e
direcionando nossas vidas para uma maravilhosa jornada.
Aos meus irmãos Anderson, Helder e Grácie, pela cumplicidade,
lealdade e amizade. Agradeço ao apoio e incentivo nos momentos
importantes de minha vida.
Ao meu avô Eugênio, que marcou presença em minha vida como
exemplo para os mais belos direcionamentos que um ser possa trilhar.
A Deus que por Sua presença, sabedoria e bondade, delineando o
nosso universo, nos tem incentivado a caminhar na linha da verdade,
aperfeiçoando a arte real e suprema do pensamento.
Agradecimentos Especiais
Agradecimentos Especiais
Ao Prof. Adj. João Luiz Amaro
Primeiramente, agradeço a sua presença como mestre e
amigo, abrindo as portas para o ensino e estendendo os
braços para o convívio. Obrigado pela orientação,
paciência e dedicação no desenvolvimento e realização
deste trabalho. Mais uma importante etapa de minha vida
com sua participação de forma grandiosa. Junto à
honestidade e caráter de um homem existe uma preciosa
família, agradeço a sua esposa Carmem e seus filhos
Lucas e Marcelo, por proporcionarem a harmonia que
reflete no trabalho e nos relacionamentos.
Agradecimentos Especiais
Ao Prof. Dr. Francisco José Barcellos Sampaio
Coordenador da Unidade de Pesquisa Urogenital, da
Universidade Estadual do Rio de Janeiro -
UERJ. Grande
incentivador da pesquisa, conhecimento e ensino médico. Agradeço
por proporcionar-me a oportunidade e realização de um estágio nessa
Unidade de Pesquisa e os laços efetivados com o Departamento de
Urologia da Faculdade de Medicina de Botucatu -
UNESP.
Ao Prof. Dr. Waldemar Silva Costa
Responsável pelo Laboratório de Pesquisa em Estrutura e Ultra-
estrutura da Unidade de Pesquisa Urogenital da
UERJ.
Agradeço por sua inestimável atenção e acolhimento junto ao serviço
da
UERJ, assim como pelas orientações das técnicas
histomorfométricas de quantificação do tecido conjuntivo.
Ao Prof. Dr. Luiz Eduardo de Macedo Cardoso
Responsável pelo Laboratório de Pesquisa em Bioquímica da
Matriz Extracelular da Unidade de Pesquisa Urogenital da
UERJ. Agradeço pela sua dedicação, auxílio e orientações na
realização desse trabalho e da técnica bioquímica para quantificação
do colágeno.
Agradecimentos
Agradecimentos
Este trabalho foi realizado com o esforço conjunto e participação de
vários colegas, amigos e funcionários. Agradeço a todos que de forma
direta ou indireta contribuíram para a sua realização.
Ao Prof. Dr. Paulo Roberto Kawano, pela amizade, dedicação e
ajuda em momentos importantes deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Carlos Alberto Padovani, docente do
Departamento de Bioestatística do Instituto de Biociências –
UNESP, pela orientação e análise estatística dos resultados.
Aos amigos Prof. Dr. Aparecido Donizete Agostinho e Prof.
Dr. José Carlos de Souza Trindade Filho, pela amizade,
participação e incentivo, nesta e em outras etapas importantes de
minha vida.
Ao Prof. Dr. José Carlos de Souza Trindade, Prof. Dr. Luigi
Armando Paolo Vercesi e Prof. Dr. Luis Antônio Correa, pela
grande dedicação ideológica ao ensino médico e presença marcante em
nossa formação.
Ao Prof. Dr. Carlos Alberto Monte Gobbo, Prof. Dr. Carlos
Márcio Nóbrega de Jesus, Prof. Dr. Fernando da Rocha
Câmara, Prof. Dr. Hamillto Akihissa Yamamoto, Prof. Dr.
José Goldberg, e Prof. Dr. Oscar Eduardo Hidetoshi Fugita,
pela formação médica, dedicação e confiança.
Aos amigos e alunos da Iniciação Científica da Faculdade de
Medicina de Botucatu, José Mateus da Costa, Tânia Munhoz e
Débora Cristina Baldacin, pela inestimável ajuda e dedicação
durante as etapas de quantificação histomorfométrica deste trabalho.
Alunos que, orgulhosamente, exemplificam a nossa Universidade.
Agradecimentos
Ao amigo Bruno Felix, aluno de Pós-Graduação da UERJ –
Unidade de Pesquisa Urogenital, pela excelente receptividade,
dedicação e ajuda em etapas importantes deste trabalho.
Ao Sr. Carlos e Sra. Maria Bernadete Andreucci, pela
dedicação à família e atenção especial aos netos, incentivando a
educação e a cultura, como forma de engrandecer os pensamentos e os
bons costumes.
Aos meus amigos e irmãos, Eleno Shibata Brandão e Ivan Carlo
de M. Linjardi, pela inestimável amizade, presença e ajuda nesta
importante etapa de minha vida.
Ao laboratório de Cirurgia Experimental da Faculdade de
Medicina -
UNESP, em especial ao funcionário José Lucas de
Carvalho, pelo auxílio durante o desenvolvimento do projeto e
companheirismo nas atividades.
Às funcionárias do Departamento de Urologia Andréia G.
Chiamente e Gláucia G. Chiamente, pela ajuda, incentivo e
dedicação.
À equipe de trabalho da Seção de Pós – Graduação pela gentileza,
atenção e profissionalismo, em especial à Regina Célia Spadin,
Lilian Cristina N. B. Nunes, Nathanael P Salles, Andréia
P. L. Devidé e à coordenadora Janete A. N. Silva.
A todos os funcionários da Biblioteca -
UNESP, pela excelente
atenção, simpatia e profissionalismo.
Agradecimentos
Às funcionárias do Instituto de Urologia de São Carlos, Cleusa
dos Santos Silva, Cláudia Regina Messias e Mirian C. da Costa
Dorinho, pelo profissionalismo, atenção e dedicação aos pacientes
durante a minha ausência.
À
FAPESP, pelo auxílio financeiro que foi concedido a esse
projeto.
A todos os animais que participaram da execução deste experimento,
meu agradecimento e respeito.
Nota Explicativa
Nota Explicativa
A forma de apresentação desta dissertação de mestrado segue uma
nova orientação do coordenador do Programa de Pós-Graduação em Bases
Gerais da Cirurgia da Faculdade de Medicina de Botucatu – UNESP, com o
objetivo de facilitar sua publicação em revista científica. Está dividida em dois
capítulos e um anexo. O primeiro capítulo versa sobre revisão de literatura, e o
segundo foi escrito de acordo com as normas internacionais de publicação em
periódicos.
O capítulo 1º corresponde à revisão da literatura a respeito da
hiperatividade do detrusor, modelos experimentais de obstrução parcial da
bexiga, ação da oxibutinina, colágeno e fibras do sistema elástico na parede
vesical.
O capítulo 2º refere-se ao trabalho para publicação, com o título:
“Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas pela hiperatividade do
detrusor em coelhos. Ação da oxibutinina”.
No anexo é mostrado: informações para autores da revista a ser
publicada.
Tal proposta visa ao aprendizado do pós-graduando em redação de
artigos científicos e divulgação do conhecimento, contemplando, assim, os
objetivos finais dos programas de pós-graduação.
Sumário
Sumário
CAPÍTULO I – REVISÃO DE LITERATURA _________
19
1- INTRODUÇÃO .................................................................................. 20
2- MODELOS EXPERIMENTAIS DE OBSTRUÇÃO E
HIPERATIVIDADE DO DETRUSOR...............................................
22
3- FUNÇÃO DA BEXIGA E AÇÃO DA OXIBUTININA.................... 24
3.1- Mecanismo de ação e farmacocinética da oxibutinina................. 24
3.2- Oxibutinina Intravesical .............................................................. 27
4- COMPOSIÇÃO ESTRUTURAL DA PAREDE VESICAL .............. 29
4.1- Colágeno...................................................................................... 31
4.1.1- Distribuição do colágeno na bexiga .................................. 32
4.1.2- Expressões e comportamento do colágeno na bexiga........ 33
4.2- Fibras do Sistema Elástico........................................................... 37
4.2.1- Distribuição das fibras do sistema elástico na bexiga....... 38
4.2.2- Importância das fibras do sistema elástico na bexiga........ 39
5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................... 41
CAPÍTULO II – MANUSCRITOS ___________________
54
MANUSCRITO 1 – ALTERAÇÕES DO COLÁGENO E DO
SISTEMA ELÁSTICO INDUZIDAS PELA HIPERATIVIDADE
DO DETRUSOR EM COELHOS. AÇÃO DA OXIBUTININA……
54
RESUMO ................................................................................................. 56
INTRODUÇÃO........................................................................................ 59
MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................... 61
RESULTADOS ........................................................................................ 66
DISCUSSÃO ........................................................................................... 69
CONCLUSÕES ....................................................................................... 74
REFERÊNCIAS ……………………………………………………… 75
FIGURAS E TABELAS .......................................................................... 78
Sumário
MANUSCRITO 2 – COLLAGEN AND ELASTIC SYSTEM
CHANGES INDUCED BY DETRUSOR OVERACTIVITY IN
RABBITS. THE ACTION OF OXYBUTYNIN………………………
84
ABSTRACT……………………………………………………………... 86
INTRODUCTION……………………………………………………….. 88
MATERIALS AND METHODS………………………………………... 90
RESULTS………………………………………………………………... 95
DISCUSSION……………………………………………………………. 98
CONCLUSIONS………………………………………………………… 103
REFERENCES………………………………………………………....... 104
FIGURES AND TABLES……………………………………………….. 107
ANEXO __________________________________________________
113
Anexo 1 – Informações para autores do International Braz J Urol............ 114
Capítulo I – Revisão de Literatura
19
Capítulo I – Revisão de Literatura
20
1- INTRODUÇÃO
A bexiga e a uretra, partes integrantes do trato urinário inferior (TUI),
funcionam como uma unidade para o desempenho de funções complexas que
necessitam de adequada coordenação de neurônios autônomos periféricos,
somáticos e do Sistema Nervoso Central (SNC). Essas funções desenvolvem-se
em duas fases distintas e compreendem o armazenamento de urina (fase de
enchimento) e a micção (fase de esvaziamento)
1,2
. Desta forma, o
armazenamento de urina deve ser sob baixa pressão, sem desconforto e sem
perdas (fase de enchimento), e a micção deve ocorrer sem grandes esforços e sem
resíduo urinário (fase de esvaziamento). Essas fases implicam em contrações e
relaxamentos sinérgicos de músculos lisos e estriados que fazem parte da
estrutura vésico –uretral
3,4
.
Durante a fase de enchimento vesical, a pressão intraluminal deve
permanecer abaixo de 10 cm de água e assim manter a complacência da bexiga
5
.
A função intrínseca do tecido muscular da bexiga e as propriedades de
viscosidade e elasticidade dos componentes celulares e extracelulares têm grande
importância nesta manutenção
6,7
. Por outro lado, é fundamental a integridade do
sistema neurológico para a contração rápida e sustentada da musculatura lisa que
acompanha o esvaziamento vesical.
Na obstrução infra vesical ou nos casos de bexiga neurogênica, pode
ocorrer uma falha nessas funções da bexiga, o que pode acarretar complicações
Capítulo I – Revisão de Literatura
21
urológicas como infecção, refluxo vésico ureteral, deterioração do trato urinário
superior e, finalmente, alteração da função renal
8
.
A bexiga hiperativa, que pode ser decorrente seja pelo envelhecimento
ou pela obstrução parcial da bexiga, pode ocasionar sintomas como freqüência,
noctúria e urgência, acompanhados ou não de incontinência urinária, gerando,
ainda, implicações psicossociais importantes. É denominada bexiga hiperativa
neurogênica quando ocorre em pacientes portadores de neuropatia
9,10
.
A hiperatividade do detrusor é caracterizada no estudo urodinâmico
pela presença de contrações involuntárias, de qualquer amplitude, observadas
durante a fase de enchimento vesical, podendo ser espontânea ou provocada,
parcialmente suprimível ou não. Entretanto, se houver lesão neurológica, é
definida como hiperatividade detrusora neurogênica
11,12,13
.
A hiperatividade do detrusor pode estar associada à obstrução
infravesical. Em um estudo prospectivo, utilizando urodinâmica em pacientes na
faixa etária de 60 anos, os quais apresentavam sintomas do trato urinário inferior,
observou-se que 68% tinham obstrução urinária, e mais da metade desses
apresentavam hiperatividade do detrusor
14
.
O tratamento da bexiga hiperativa visa à preservação da função do
trato urinário, assim como da complacência vesical, o controle das infecções
urinárias e, ainda, se possível, da continência urinária, com melhora da qualidade
de vida.
Capítulo I – Revisão de Literatura
22
A hiperatividade do detrusor pode estar relacionada com a hipertrofia
celular
10,15,16
, aumento do depósito de colágeno e fibras do sistema elástico na
parede vesical
9,10,17,18
e alteração na inervação intrínseca
18,19,20,21,22
.
Modelos experimentais são importantes na obtenção de obstrução
parcial da bexiga e desenvolvimento de hiperatividade do detrusor
23,24
.
Na literatura, existem relatos de resultados favoráveis no tratamento
da disfunção miccional com a aplicação de oxibutinina por via intravesical;
entretanto, o modo de atuação da droga na parede da bexiga e as alterações
histomorfométricas decorrentes de sua utilização não estão bem
estabelecidos
25,26,27
.
2- MODELOS EXPERIMENTAIS DE OBSTRUÇÃO E HIPERATIVIDADE
DO DETRUSOR
Diferentes modelos experimentais de obstrução parcial infravesical
foram descritos, utilizando vários animais: cobaia
28
, coelho
29,30
, gato
31
, cão
32
,
porco
33
e rato
34
. A obstrução parcial da bexiga foi realizada de diferentes formas:
fios de sutura ao redor do colo vesical
35,36
, retalho da fáscia do músculo reto
abdominal
37
, injeção de gordura autóloga no colo vesical
38
, tubo de polietileno
23
e faixa de silicone
39
colocados ao redor do colo vesical, e bracelete ajustável
de polietileno
24
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
23
Alguns trabalhos, além de caracterizarem as mudanças funcionais e
estruturais da bexiga com obstrução parcial, também levaram em consideração o
desenvolvimento de contrações involuntárias do detrusor.
Malmgren et al
40
, em 1987, obtiveram contrações involuntárias em
ratos obstruídos, utilizando o modelo com fio de sutura comparado ao grupo
controle. Gray
41
, em 1997, observou o desenvolvimento de contrações
involuntárias do detrusor em 89% dos animais obstruídos contra 12% dos
animais do grupo controle. Outros autores também verificaram a ocorrência de
contrações involuntárias em ratos obstruídos
34,42
.
Alguns desses modelos experimentais de obstrução parcial da bexiga
são difíceis de serem reproduzidos. Em nossa experiência, em alguns desses
casos, observou-se o deslocamento do cateter de polietileno ou da faixa de
silicone, ocasionando falha na obstrução da bexiga e assim o não aparecimento
das contrações involuntárias do detrusor. Por outro lado, quando eram realizados
pontos de sutura nas extremidades desses cateteres, para evitar sua mobilização,
em muitos casos observou-se uma obstrução excessiva, que causou litíase vesical
ou a morte do animal
24
.
Assim, a utilização de um bracelete ajustável de polietileno permite
não somente a padronização da obstrução parcial, como ainda o aparecimento da
hiperatividade do detrusor em 93% dos casos
24
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
24
3- FUNÇÃO DA BEXIGA E AÇÃO DA OXIBUTININA
3.1- Mecanismo de ação e farmacocinética da oxibutinina
O trato urinário inferior recebe inervação de fibras adrenérgicas,
colinérgicas e purinérgicas. Existem dois componentes importantes relacionados
com a contração do detrusor. O principal componente é a neurotransmissão
colinérgica mediada pela acetilcolina, e o segundo é a neurotransmissão
purinérgica mediada pela adenosina trifosfato
43
. Sabe-se que os neurônios
parassimpáticos pós-ganglionares são a maior fonte de acetilcolina na bexiga
44
.
Em outros estudos, tem sido demonstrada outra fonte de acetilcolina na bexiga
45
.
Esta fonte de acetilcolina não-neuronal é, provavelmente, derivada das células
uroteliais, e a sua liberação ocorre após o estiramento das fibras musculares
vesicais ou ainda durante o envelhecimento fisiológico
46
.
A acetilcolina, liberada na junção neuro-muscular, liga-se aos
receptores muscarínicos, aumentando a permeabilidade da membrana pós-
sináptica aos cátions sódio e potássio, causando despolarização e,
conseqüentemente, contração muscular, sendo inativada por hidrólise. Existem
cinco subtipos de receptores muscarínicos (M1-M5). A bexiga humana é dotada
de receptores M2 e M3, sendo aproximadamente 80% do subtipo M2
47,48
.
A contração do detrusor é mediada principalmente pelo receptor M3,
porém, o bloqueio exclusivo deste receptor não impede a contração vesical. Os
receptores muscarínicos também estão presentes na glândula salivar, no trato
gastrointestinal, no córtex cerebral e no coração, sendo responsáveis pelos efeitos
Capítulo I – Revisão de Literatura
25
colaterais dos anticolinérgicos como boca seca, obstipação, retenção urinária,
sonolência, visão turva e raramente refluxo gastroesofágico
47,49,50
.
O cloridrato de oxibutinina é uma amina terciária de baixo peso
molecular, hidrossolúvel, com alta biodisponibilidade após sua ingestão.
Apresenta ação relaxante do músculo vesical devido ao efeito anticolinérgico por
bloqueio competitivo dos receptores parassimpáticos muscarínicos, tendo 10
vezes mais seletividade para o subtipo M3
50.51
.
Outras 2 ações podem também ser atribuídas à oxibutinina, como o
efeito espasmolítico direto sobre o músculo detrusor, provavelmente pelo
antagonismo do cálcio, sendo esta ação cerca de 500 vezes menor que a anterior,
e o efeito anestésico local, sendo que a contribuição deste sobre a atividade
detrusora é pouco conhecida, mas parece ser mais importante após administração
intravesical
50,52
.
Park et al
27
observaram que a oxibutinina inibe a proliferação e
reprime a expressão genética das células musculares lisas na bexiga.
Demonstraram, assim, haver uma diminuição de 40% na síntese de ácido
desoxiribonucleico (DNA) depois do estiramento mecânico das células
musculares lisas da bexiga de ratos, submetidas à oxibutinina
27
.
A oxibutinina sofre metabolização no intestino e no fígado, realizada
pelo citocromo P450 3A
53
, que tem alta concentração na parte proximal do
intestino delgado e no cólon
54
. O principal metabólito ativo produzido é o N-
desetyl-oxibutinina, que apresenta a mesma atividade anticolinérgica do
Capítulo I – Revisão de Literatura
26
cloridrato de oxibutinina, e, provavelmente, é o responsável pelos efeitos
colaterais que ocorrem em 40% a 80% dos casos
50,55,56,57
.
No ser humano, o pico plasmático da oxibutinina ocorre cerca de 50
minutos após a administração oral, tem meia vida curta, sendo a concentração
sérica do N-desetyl-oxibutinina 4 a 10 vezes maior do que a da oxibutinina após
ingestão oral
56,58
. Enquanto que, após aplicação intravesical ou transdérmica,
esta relação é apenas 1 a 1,5 vezes maior, o que parece justificar a menor
incidência de efeitos colaterais na via intravesical
58,59
.
Yamamoto et al
60
demonstraram que a utilização de oxibutinina
intravesical em coelhos com hiperatividade do detrusor protegeu os animais
contra as alterações ultra-estruturais da camada muscular.
A bexiga tem função de reservatório para urina hipertônica, sendo
relativamente impermeável à água; entretanto, possui um sistema de transporte
ativo de íons. Já foi demonstrado que drogas anticolinérgicas são absorvidas pelo
epitélio vesical, atingindo o músculo detrusor e a circulação sistêmica
59,61
. Essa
absorção não é influenciada pelo pH urinário, presença de infecção urinária ou
hipertrofia do músculo detrusor
59
. Ainda não está esclarecido se a principal ação
da oxibutinina intravesical se faz por ação direta no músculo detrusor ou por ação
sistêmica após absorção. Os dados disponíveis na literatura fornecem pontos
conflitantes até o momento
50,52,59,62
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
2
7
3.2- Oxibutinina Intravesical
O uso da oxibutinina, por via oral, no tratamento da bexiga hiperativa
e/ou nos casos com complacência vesical diminuída tem sido bem documentado
como terapêutica efetiva
63,64
. Um dos tratamentos mais utilizados nos casos de
hiperatividade detrusora neurogênica é a associação de cateterismo intermitente
limpo e anticolinérgico oral, obtendo-se a continência e preservação da função do
trato urinário em um grande número de pacientes
65,66
.
O cateterismo intermitente limpo foi introduzido por Lapides et al
67
,
em 1972, podendo ser indicado em qualquer idade. O procedimento reduz
alterações funcionais e estruturais da bexiga, melhora o fluxo sanguíneo e,
conseqüentemente, as defesas contra a infecção urinária
68
.
Uma grande limitação do uso da oxibutinina oral é a alta incidência de
efeitos colaterais devido à sua ação anticolinérgica, o que leva à interrupção do
tratamento em até 43% dos pacientes
69
. A administração intravesical tem se
mostrado efetiva em muitos casos, com melhor tolerabilidade do que a via oral
para o tratamento da bexiga hiperativa
56,70
.
A Oxibutinina por via intravesical, intraretal, intravaginal ou
transdérmica tem sido administrada em ensaios clínicos com o objetivo de evitar
o primeiro passo do metabolismo hepático e gastrointestinal dessa droga, com
diminuição dos efeitos colaterais e aumento também de sua
efetividade
59,62,70,71,72,73
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
28
A grande maioria dos pacientes com hiperatividade do detrusor que
podem se beneficiar da administração intravesical de oxibutinina são pacientes
com bexiga neurogênica e lesão medular, ou crianças com mielomeningocele ou
mielodisplasia que já estão realizando cateterismo intermitente limpo
74
.
Trabalhos demonstram que pacientes incontinentes com o tratamento oral
apresentaram continência completa em 50% e continência parcial em 30% dos
casos quando foram tratados com oxibutinina intravesical, observando-se,
também, boa aderência e aceitação pelos pais e crianças que estavam em regime
de autocateterismo
75,76
.
A administração da oxibutinina por via intravesical foi introduzida por
Charles Brender em 1989
70
. A nova apresentação na forma líquida, em frasco,
eliminou a necessidade da manipulação do comprimido, facilitando a sua
aplicação e, conseqüentemente, a aderência ao tratamento
77
.
Esta via de administração mostrou-se segura, não apresentando lesão
do tecido vesical e não aumentando a suscetibilidade para infecção do trato
urinário
25,78
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
29
4- COMPOSIÇÃO ESTRUTURAL DA PAREDE VESICAL
O tecido conjuntivo ou matriz extracelular é um importante e vital
elemento estrutural do trato urinário. Em sua composição, incluem-se, pelo
menos, as quatro principais classes de macromoléculas: colágeno, fibras do
sistema elástico, proteoglicano e glicoproteína
79
.
O Colágeno e as fibras do sistema elástico, os componentes mais
importantes do tecido conjuntivo, estão presentes em toda a parede da bexiga e
são intimamente relacionados com a complacência vesical
80,81
. Estudos prévios
têm demonstrado particular atenção às alterações estruturais e quantitativas do
tecido conjuntivo da camada muscular vesical em certas condições como
envelhecimento
82
, neuropatia
83
, obstrução infravesical
84
e hiperatividade do
detrusor
20
. O aumento do colágeno e outros componentes da matriz extracelular
ocorrem como uma resposta tecidual a um dano e podem levar à fibrose de um
órgão, como já observado na fibrose pulmonar
85
, na esclerose glomerular
86
e em
outras patologias.
As propriedades mecânicas da parede vesical dependem da
elasticidade do músculo detrusor e do tecido conjuntivo
6,7,87
. Um aumento
anormal na quantidade de colágeno e fibras do sistema elástico ocorre,
comumente, na maioria das uropatias congênitas e adquiridas, e pode levar à
perda da elasticidade da parede vesical ou, ainda, à perda da complacência
vesical
7,20,80
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
30
A parede da bexiga contém células musculares que devem permanecer
relaxadas durante a fase de enchimento vesical e contraírem quando estiver
repleta. Ambos os elementos de elasticidade, como as fibras elásticas, ou de
resistência à tração, o colágeno, contribuem para o desenvolvimento adequado
dessas funções. Os elementos elásticos permitem à bexiga retornar ao seu volume
inicial após o esvaziamento, enquanto o colágeno previne e protege, durante a
fase de enchimento, do estiramento excessivo das fibras musculares, evitando sua
ruptura. A bexiga é capaz de sustentar grandes tensões biaxiais (200-300%) em
contraste com a modesta tensão uniaxial sofrida pelo tendão (3-5%)
88
. Assim,
pode resistir a alterações mecânicas sem lesões estruturais irreversíveis. Tal fato
sugere que o arranjo fisiológico das fibras colágenas e a associação com
elementos celulares e fibras elásticas da bexiga são bastante elaborados
88,89
.
Há cerca de 15 anos, Ewalt et al
81
já estudavam a regulação das
proteínas da matriz extracelular, com ênfase principal no colágeno e na elastina,
na tentativa de trazerem substratos para estudos futuros e poderem elucidar qual
seria o comportamento desses elementos quando houvesse melhora da
complacência vesical
81
.
Recentemente, Collado et al
90
estudaram o diâmetro das células
musculares do detrusor e a razão entre o tecido conjuntivo e a musculatura lisa
em pacientes com obstrução infravesical, retenção urinária aguda e um grupo
controle não obstruído. O autor encontrou um aumento no diâmetro das células
musculares do detrusor e fibrose nas bexigas com obstrução
90
. Esse estudo está
de acordo com outro trabalho
91
, que encontrou um aumento de colágeno e fibras
do sistema elástico na musculatura detrusora de pacientes com obstrução
infravesical, quando comparados com controles, a partir de um estudo
estereológico
91
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
31
4.1- Colágeno
Os colágenos são uma família de proteínas estruturais que
representam um papel crucial na estrutura e função do tecido conjuntivo. Existem
aproximadamente 20 tipos diferentes de colágeno. Cada molécula de colágeno é
composta por três cadeias polipeptídicas, chamadas de cadeias alfas, as quais
giram uma ao redor da outra, com uma configuração helicoidal. Essas cadeias
são estabilizadas por outros aminoácidos, como prolina e hidroxiprolina, e por
pontes de hidrogênio, formando, assim, ligações estáveis. Cada cadeia alfa é
codificada por um gene separadamente. A conformação dessas cadeias irá prover
uma diversidade de notáveis propriedades mecânicas e funcionais desses tecidos
92,93
.
Os colágenos tipos I, II e III são referidos como colágenos fibrosos e
são os tipos mais freqüentemente encontrados na matriz extracelular
81
. O
colágeno tipo I, o mais comum, é encontrado, principalmente, nos ligamentos,
nas fáscias e nos tendões. Forma as fibras grossas e fortes, conferindo resistência
à estrutura que as contêm, predominando nos tecidos conjuntivos mais densos
que são menos distensíveis. O tipo II é encontrado, principalmente, nas
cartilagens, dando força, mas não flexibilidade ao tecido, e, geralmente, não é
encontrado na bexiga. O colágeno tipo III predominaria em tecidos que
requeiram maior flexibilidade, formando as fibras mais finas e organizadas.
Geralmente, é encontrado junto com o tipo I, em proporções variadas, em tecidos
como pele, aorta, pulmão, bexiga, útero e está presente também nas fáscias e
ligamentos. A magnitude e natureza de suas interações e definitiva influência na
complacência e resistência à tração são pouco conhecidas
88,94,95,96
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
32
4.1.1- Distribuição do colágeno na bexiga
Murakumo et al
97
descreveram o arranjo tridimensional das fibras de
colágeno na bexiga humana através da microscopia eletrônica de varredura com
métodos de digestão química. A descrição foi realizada para as três principais
camadas: mucosa, muscular e serosa. Os achados sugeriram que cada camada
tem uma propriedade mecânica diferente e age com diferentes papéis na função
de armazenamento e esvaziamento vesical, contribuindo também para sua
complacência
97
.
A camada mucosa é dividida de acordo com o arranjo das fibras de
colágeno. A região superficial, com uma densa camada de fibras de colágenos
entrelaçados que, provavelmente, agem como um suporte para o epitélio
transicional, podendo protegê-lo também de uma distensão excessiva, além de
dar um possível suporte a vasos e nervos da região e proteger contra forças
externas. A região média, constituída de feixes de fibras de colágenos
entrelaçados, de 2,1 a 6,2 micrometros de diâmetro, com espaço entre os feixes e
com alinhamento em várias direções, que suportam as forças mecânicas. A
porção mais profunda, logo abaixo da muscularis mucosa, apresenta-se mais
larga e consiste de uma frouxa rede de feixes de colágenos que parecem como
fios trançados, capazes de acomodar uma ampla variação de estiramento ou
compressão
97,98
.
Na camada muscular, os fascículos de musculatura lisa são
firmemente cobertos com lâminas de colágeno, sendo separados de outros
Capítulo I – Revisão de Literatura
33
fascículos por camadas de colágeno e fibras de elastina. Estes achados indicam
que cada fascículo pode mover-se independentemente como uma unidade
contráctil, o que os protege de grandes distensões. Entretanto, é importante
observar que os fascículos musculares vizinhos são conectados uns aos outros
por feixes de colágeno ondulados, o que mantém a posição original dos
fascículos apesar da contração e distensão da parede vesical. Cada célula
muscular lisa em um fascículo é acomodada por fina camada de fibras de
colágeno, sendo que as fibras que envolvem uma célula, freqüentemente,
extendem-se para participar de outra célula, o que suporta movimentação
sincronizada das células musculares lisas adjacentes dentro dos fascículos
97,99
.
A camada serosa consiste de feixes ondulados de colágeno
empilhados em uma região laminar, os quais são intercalados por células
adiposas. Tal arranjo, provavelmente, permite que a camada serosa se expanda e
contraia em coordenação com a movimentação da camada muscular, além de
poder proteger a bexiga contra uma grande distensão
97
.
4.1.2- Expressões e comportamento do colágeno na bexiga
Os fatores que controlam a síntese de colágeno no desenvolvimento
fisiológico da bexiga e durante processos patológicos ainda não estão bem
definidos. O estímulo pode ser multifatorial, incluindo hormônios, fatores de
crescimento e sinais provenientes da matriz extracelular
88,100
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
34
Nos casos de hiperatividade do detrusor neuropática ou idiopática,
ocorrem alterações teciduais focais, sendo que, nos decorrentes de processos
obstrutivos, essas alterações estruturais da bexiga são mais homogêneas
18,80,101
.
A intensidade das alterações da parede vesical que ocorrem devido ao
fator obstrutivo está diretamente correlacionada com o tempo de obstrução. A
deposição de colágenos tipo I e III é também mais rápida no processo obstrutivo
quando comparada ao envelhecimento fisiológico da bexiga
8,102
.
Tekgul et al
8
, em estudo com coelhos, utilizando hibridização “in
situ” e imunohistoquímica, demonstraram um significativo aumento do colágeno
nas bexigas obstruídas.
Por outro lado, estudos realizados por Kim et al
103,104
, em 1991,
demonstraram uma diminuição da concentração relativa de colágeno em relação
à camada muscular em fetos com obstrução infravesical, enfatizando a
importância da diferenciação do tipo de colágeno.
Uvelius & Mattiasson
89
também demonstraram, utilizando a dosagem
de hidroxiprolina que, durante o processo de hipertrofia muscular, a concentração
de colágeno diminuiu. Observaram, ainda, que o nível de colágeno e o peso do
detrusor permaneceram estáveis em 2 diferentes períodos da obstrução (6 e 16
semanas), indicando que, possivelmente, a hipertrofia celular pode se estabilizar
após um certo período de obstrução.
Capítulo I – Revisão de Literatura
35
Outros estudos mais recentes, utilizando grupo controle, confirmam,
em casos com obstrução infravesical, um aumento da camada detrusora e da
deposição de colágeno
90,105,106
.
A proporção de colágenos tipos I e III em um tecido pode ser
dependente do estágio evolutivo tecidual, patologias, processo de
envelhecimento e/ou alterações funcionais. O colágeno tipo III predomina nas
estruturas fetais recém-formadas e nas fases iniciais da cicatrização de uma lesão.
Esse tipo de colágeno tem sido referido, algumas vezes, como fetal ou colágeno
embriogênico
88
. Porém, pode estar aumentado na parede das bexigas na fase de
envelhecimento fisiológico ou ainda nas bexigas parcialmente obstruídas
8
.
Diferentes autores têm demonstrado que a deposição do colágeno
inicia-se na lâmina própria e estende-se para camadas mais profundas da parede
vesical durante o processo obstrutivo
8,81
.
Estudos histológicos e bioquímicos têm mostrado que em bexigas não
complacentes ocorre uma deposição anormal de matriz extracelular proteica na
camada muscular da parede vesical
7,81,83,107,108,109
. Ewalt et al
107
observaram em
bexiga humana não complacente, utilizando uma técnica de degradação de
cianogen para quantificar colágeno, um aumento de 33% na quantidade de
colágeno tipo III, quando comparado com controles normais. Em outro estudo,
Deveaud et al
109
demonstraram que, embora o total de colágeno determinado
pela análise de hidroxiprolina estava aumentado em 10% nas bexigas não
complacentes, o colágeno tipo III, quantificado por imunoensaio, estava
Capítulo I – Revisão de Literatura
36
aumentado em 49% dos casos. Esse aumento preferencial no colágeno tipo III
leva a um aumento na proporção entre colágeno tipo III : tipo I nas bexigas
obstruídas quando comparadas com controles normais
109
. O acúmulo de
colágeno III com alteração na proporção tipo III : I também tem sido
demonstrado em outras doenças envolvendo processo de fibrose, como
cardiomiopatia isquêmica
110
e um modelo de fibrose pós irradiação de
musculatura esquelética
111
. Entretanto, na fibrose em outros órgãos tem sido
descrito um aumento no colágeno tipo I, como nas fibroses pulmonares e
hepáticas crônicas
112,113
.
Estudo recente sugere que na disfunção vesical pós-obstrução parcial
da bexiga de ratos ocorreu um aumento do colágeno tipo III
114
.
Os trabalhos têm demonstrado que, embora o colágeno seja
usualmente produzido pelos fibroblastos, estes não seriam suficientemente
numerosos para produzir um aumento do colágeno nas diferentes camadas da
parede vesical
102
. Entre os feixes musculares, seja das bexigas normais ou nas
hipertróficas, o colágeno, em grande parte, é sintetizado pelos fibroblastos.
Porém, na deposição entre as fibras musculares lisas, onde os fibroblastos seriam
raros, demonstrou-se haver células musculares lisas com função semelhante ao
fibroblasto, ou seja, com capacidade de produzir ativamente colágeno
81,88,102
.
Um aumento na produção pode ser uma expressão da alteração na diferenciação
da célula muscular associada com fatores moduladores, como envelhecimento ou
Capítulo I – Revisão de Literatura
3
7
quadro obstrutivo, ocorrendo transformação de uma função contrátil amadurecida
para uma função fenotípica imatura secretora
102
.
Existem evidências do aumento do colágeno tipo III nas disfunções
miccionais decorrentes do processo obstrutivo infravesical. O estudo do tempo da
reversibilidade desse processo obstrutivo, a fim de que não ocorram danos
estruturais, e a correlação com o quadro clínico seriam importantes tendo em
vista os diferentes tratamentos propostos.
4.2- Fibras do Sistema Elástico
As fibras do sistema elástico são importantes componentes da matriz
extracelular encontrados em diferentes órgãos, para os quais provêem
elasticidade e alguma resistência biomecânica. Assim, essas fibras têm um
importante papel para a matriz, principalmente em órgãos que mudam a forma
sob condições fisiológicas, como por exemplo, a bexiga, a uretra e o
pulmão
115,116
.
Três tipos de fibras compõem esse sistema elástico: oxitalânicas,
elaunínicas e elásticas. As fibras oxitalânicas são formadas exclusivamente por
microfibrilas, as fibras elaunínicas por microfibrilas e elastina em pouca
quantidade e as fibras elásticas por uma grande quantidade de elastina com
microfibrilas
115,116,117
. Estas fibras são amplamente distribuídas entre os vários
tipos de tecido conjuntivo, particularmente onde a elasticidade é requerida
115,118
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
38
Todos os três tipos de fibras do sistema elástico são corados quando o
tecido é oxidado com oxona, antes de ser corado pelo método resorcina – fucsina
de Weigert
119,120
. Caso contrário, sem ocorrer esta oxidação prévia, somente as
fibras elásticas e elaunínicas seriam coradas
121
.
O correto conhecimento das variações quantitativas do sistema
elástico na matriz extracelular, durante um processo patológico evolutivo na
bexiga, é importante para determinar a melhor avaliação e terapia dos casos
envolvidos.
4.2.1- Distribuição das fibras do sistema elástico na bexiga
As fibras elásticas, geralmente, se apresentam como filamentos
espiralados ou retificados corados por uma resorcina-fucsina ou aldeído-fucsina.
Seu diâmetro é de aproximadamente 0,2 a 1,5 micrometros, e às vezes,
ramificam-se para formar uma grossa rede em tecido conjuntivo frouxo, ou
mesmo uma lâmina elástica, quando as fibras se fundem
122
.
Murakumo et al
97
, utilizando microscopia eletrônica, estudaram a
distribuição das fibras de elastina na mucosa, muscular e serosa vesical.
Observaram uma quantidade pequena na região da mucosa, constituindo um
tecido frouxo, que daria sustentabilidade aos vasos sanguíneos
97
. Na muscular,
as fibras de elastina são distribuídas longitudinalmente ao feixe muscular,
principalmente na superfície dos fascículos musculares, formando um tecido
frouxo na serosa
97
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
39
Por outro lado, Ewalt et al
81
,utilizando imunohistoquímica, em estudo
com bexigas humanas normais, demonstraram intensa localização de elastina na
lâmina própria e distribuição modesta na camada detrusora.
4.2.2- Importância das fibras do sistema elástico na bexiga.
As fibras do sistema elástico têm uma atividade importante na
complacência tecidual, principalmente em órgãos que mudam sua forma sob
condições fisiológicas, como a bexiga e a uretra
115,116
.
A fáscia transversal dos pacientes com hérnia inguinal direta
apresenta alterações estruturais das fibras elásticas maduras e elaunínicas,
responsáveis pela elasticidade, e redução da densidade de fibras oxitalânicas,
responsáveis pela resistência
123
.
Diferentes autores têm demonstrado o aumento do sistema elástico na
parede vesical, seja durante o envelhecimento fisiológico, ou durante os
processos obstrutivos
80,104
.
Estudos em crianças e adultos com dilatação ureteral têm
demonstrado aumento do tecido elástico, provavelmente para compensar a
elevada pressão interna causada pelo fator obstrutivo. A reversão desse processo
pode restabelecer a morfologia tecidual normal
80,124
.
Capítulo I – Revisão de Literatura
40
Outro estudo,
avaliando bexigas de fetos humanos com obstrução
infravesical, observou um aumento no número e espessura das fibras elásticas
103
.
Esses fatores podem alterar a elasticidade da bexiga
80,103
.
Recentemente, alguns ensaios clínicos controlados têm demonstrado
aumento de tecido conjuntivo e fibras do sistema elástico no detrusor de
pacientes com hiperplasia benigna da próstata e obstrução infra vesical
91,125
.
Ewalt et al
81
, utilizando imunohistoquímica com anticorpos
policlonais para elastina humana, em estudo com bexigas humanas não
complacentes, demonstraram que a quantidade de elastina era praticamente
invariável na lâmina própria, enquanto havia intensa localização na camada
detrusora, em comparação com bexigas normais.
Charlton et al
18
, avaliando bexigas humanas com hiperatividade
idiopática ou neuropática, utilizando método histoquímico, observaram aumento
da elastina não somente entre os feixes musculares, mas também a presença
dentro das fibras, em contraste com bexigas normais.
Poucos trabalhos avaliaram a expressão gênica para elastina. Djavan
et al
126
, utilizando uma análise competitiva de transcriptase reversa,
demonstraram uma diminuição significativa na elastina mRNA nas bexigas não
complacentes, sugerindo uma baixa regulação transcricional do gene elastina.
Estudos adicionais são necessários para identificar alterações e
mecanismos regulatórios que possam ser bloqueados a fim de impedir a
deterioração das propriedades estruturais da parede vesical, seja pelo
envelhecimento fisiológico ou disfunções vesicais.
Capítulo I – Revisão de Literatura
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Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
54
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
55
AUTORES: ARMANDO POLIDO JÚNIOR, Pós-Graduando, Departamento de
Urologia, Faculdade de Medicina, UNESP, Botucatu, Brasil.
JOSÉ MATEUS DA COSTA, graduando em Medicina,
Departamento de Urologia, Faculdade de Medicina, UNESP,
Botucatu, Brasil.
TÂNIA MUNHOZ, graduando em Medicina, Departamento de
Urologia, Faculdade de Medicina, UNESP, Botucatu, Brasil.
FRANCISCO JOSÉ SAMPAIO, Professor Titular, Unidade de
Pesquisa Urogenital, Faculdade de Medicina, UERJ, Rio de janeiro,
Brasil.
LUIZ EDUARDO DE MACEDO CARDOSO, Professor Adjunto,
Unidade de Pesquisa Urogenital, Faculdade de Medicina, UERJ, Rio
de janeiro, Brasil.
JOÃO LUIZ AMARO, Professor Adjunto, Departamento de
Urologia, Faculdade de Medicina, UNESP, Botucatu, Brasil.
CORRESPONDÊNCIA: Armando Polido Júnior
Instituto de Urologia de São Carlos, Avenida Dr.
Carlos Botelho nº 1222,
Vila Pureza, CEP – 13561-003, São Carlos, São
Paulo, Brasil.
Telefone / Fax: 00 55 (16) 3372-7163, E-mail:
Sem conflitos de interesse.
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
56
RESUMO
Objetivos: O presente estudo tem como objetivo avaliar as alterações
histopatológicas e histomorfométricas do colágeno e das fibras do sistema
elástico na bexiga, utilizando um modelo experimental de hiperatividade do
detrusor (HD) em coelhos com obstrução parcial da bexiga (OPB) submetidos à
oxibutinina intravesical. Materiais e Métodos: Quarenta e cinco coelhos machos
Norh Folk, pesando em média 2207,4 g, foram divididos, de forma randomizada,
em 3 grupos. Grupo I (GI): controle clínico (n=15), sem intervenção cirúrgica; os
outros animais foram submetidos à OPB, no momento M0, utilizando uma
técnica previamente descrita por Balasthegin. Desses animais, 29 desenvolveram
HD, avaliada por estudo cistométrico uma semana após a cirurgia, no momento
M1, e foram divididos, de forma randomizada, em grupo GII (n=14) e grupo GIII
- OPB + oxibutinina intravesical (n=15, 0.5 mg/kg peso corporal, diariamente por
28 dias). Um animal foi excluído por não ter desenvolvido HD. Creatinina sérica,
cultura de urina e estudo cistométrico foram realizados em todos os animais, uma
semana após OPB (M1) e 4 semanas após M1 (M2), quando os animais foram
sacrificados. O diâmetro das fibras musculares foram medidas nas secções de
bexigas coradas com HE e determinadas em µm. As secções foram também
coradas pela técnica de Picro-Sirius Red para evidenciar colágeno e pela Fuccina
Resorcina de Weighert para caracterizar as fibras do sistema elástico. As análises
morfométricas foram realizadas utilizando os programas Pro- Image Plus e
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
5
7
Image J. A concentração bioquímica de colágeno na parede da bexiga foi
determinada por uma análise da hidroxiprolina e expressa como µg de
hidroxiprolina por mg de tecido seco e delapidado. Resultados: Após 4 semanas,
o peso da bexiga foi significativamente maior nos animais de GII e GIII quando
comparados com GI (9.61 ± 5.36 e 6.00 ± 2.18 vs 2.35 ± 0.55, respectivamente).
Nos animais obstruídos, tratados com oxibutinina intravesical, observou-se um
peso da bexiga significativamente menor em relação aos que não receberam a
droga. A creatinina manteve níveis normais. O estudo cistométrico revelou que a
capacidade vesical foi significativamente maior no GII em M2 comparado à M1
(35,13 ± 13,60 vs 54,53 ± 22,77), não ocorreu diferença significativa nos outros
dois grupos. A pressão máxima do detrusor não mostrou diferença estatística
entre os grupos e nos diferentes momentos. A complacência vesical foi
significativamente maior nos animais utilizando oxibutinina intravesical no
momento M2 comparado com M1. Não houve diferença estatística significativa
entre os grupos GI e GII nos diferentes momentos. No momento M2, foram
detectadas contrações involuntárias do detrusor (CID) em todos os animais de
GII, em 47% de GIII e nenhum de GI. A fibra muscular foi significativamente
mais espessa no grupo obstruído (GII) em relação aos GI e GIII (180.2 ± 33.2 µm
vs. 126.8 µm ± 27.3 and 133.1 µm ± 41.2). Não houve diferença estatisticamente
significativa entre os grupos GI e GIII. A densidade do colágeno foi
significativamente maior no grupo controle quando comparado aos grupos GII e
GIII (461.807,1 ± 118.695,3 µm
2
vs. 269.637,9 µm
2
±147.046,2 and 292.879,7
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
58
µm
2
±106.548,9). Não houve diferença estatisticamente significativa entre os
grupos GII e GIII. O percentual de fibra do sistema elástico foi
significativamente maior nos grupos GII e GIII quando comparado ao grupo
controle. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos GII e
GIII. A concentração bioquímica do colágeno no GIII não diferiu do grupo GII.
Porém, comparando estes dois grupos com o GI (59.93 ± 11.84) observou-se que
a OPB causou uma diminuição de aproximadamente 18% na concentração de
colágeno (p<0.05). Conclusões: A oxibutinina intravesical parece proteger a
bexiga contra as alterações funcionais decorrentes da HD e OPB, assim como
prevenir alterações do colágeno e fibras do sistema elástico.
PALAVRAS CHAVE: Coelho; Colágeno; Obstrução parcial da bexiga;
Oxibutinina intravesical; Sistema elástico.
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
59
INTRODUÇÃO
A bexiga hiperativa (BH) pode ser ocasionada por diversos fatores
como obstrução parcial da bexiga, envelhecimento ou por patologias
neurológicas. É caracterizada clinicamente por sintomas como freqüência,
noctúria e urgência, acompanhados ou não de incontinência urinária, podendo ter
implicações psicossociais importantes e repercussões para o trato urinário
superior (1). Ao exame urodinâmico, é freqüente a presença de hiperatividade do
detrusor (HD), como estimado em mais de 50% dos homens com obstrução
parcial da bexiga secundária à hiperplasia benigna da próstata e sintomas de
BH(2).
O cateterismo intermitente limpo associado à oxibutinina intravesical
tem sido utilizado com eficiência para o tratamento da HD, principalmente em
pacientes que apresentam efeitos colaterais importantes decorrentes do uso de
anticolinérgicos orais e que já necessitem do cateterismo intermitente, como
portadores de bexiga neurogênica e lesão medular, ou crianças com
mielomeningocele (3). A oxibutinina age bloqueando os receptores muscarínicos,
associado ainda a um efeito relaxante direto da musculatura detrusora e
anestésico local, diminuindo assim a freqüência das contrações involuntárias do
detrusor e, consequentemente, melhorando os sintomas da BH (4). A
administração intravesical de oxibutinina pode minimizar seus efeitos colaterais
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
60
melhorando sua efetividade clínica, embora as alterações histomorfométricas
decorrentes de sua utilização não estejam bem estabelecidas (5,6).
Alterações morfológicas frequentemente estão associadas à obstrução
parcial da bexiga (OPB) incluindo progressiva hipertrofia da musculatura lisa da
bexiga, assim como mudanças relacionadas ao colágeno e fibras do sistema
elástico (7,8,9).
As propriedades mecânicas da parede vesical dependem da resistência,
viscosidade e elasticidade do músculo detrusor e do tecido conjuntivo. Os
componentes mais importantes do tecido conjuntivo são o colágeno e as fibras do
sistema elástico, e estão relacionados com a complacência vesical (8,10). Um
aumento anormal na quantidade de colágeno e fibras do sistema elástico ocorre
comumente na maioria das uropatias obstrutivas congênitas ou adquiridas,
podendo levar à perda da resistência e da elasticidade da parede da bexiga,
evoluindo para uma fibrose tecidual (10,11). O resultado final deste aumento é a
complacência reduzida, diminuição da capacidade vesical e a alta pressão de
armazenamento, o que pode estar associado com a ocorrência de hiperatividade
do detrusor (2,12).
O presente estudo tem como objetivo avaliar as alterações
histopatológicas e histomorfométricas do colágeno e fibras do sistema elástico na
bexiga, utilizando um modelo experimental de HD em coelhos com OPB
submetidos à oxibutinina intravesical.
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
61
MATERIAIS E MÉTODOS
Animais. Após aprovação da Comissão de Ética em Experimentação
Animal na Universidade Estadual Paulista, 45 coelhos machos North Folk,
pesando entre 1700g e 3200g, foram aleatoriamente divididos em três grupos.
Grupo 1 (GI, n=15), neste grupo não houve intervenção cirúrgica, os animais
foram utilizados como controle clínico, cistométrico e parâmetros estruturais de
normalidade. Os animais restantes foram submetidos à obstrução parcial da
bexiga, no momento M0 (Fig.1), utilizando uma técnica previamente descrita
(13). Basicamente, um bracelete ajustável de polietileno foi implantado por
cirurgia aberta ao redor do colo da bexiga sem compressão da uretra,
previamente cateterizada com um cateter 10 Fr Foley, removido após o
procedimento. Para o procedimento cirúrgico foi realizada anestesia geral com
ketamine e xylazine intramuscular. Destes animais, 29 desenvolveram
hiperatividade do detrusor (HD), verificada por estudo cistométrico realizado
uma semana após a intervenção cirúrgica, no momento M1 (Fig. 1), e foram
aleatoriamente divididos em grupo 2 (GII, n=14) e grupo 3 (GIII, n=15). Um
animal foi excluído, por não ter desenvolvido HD.
Uma semana após o procedimento cirúrgico (M1) os animais de GIII
começaram a receber instilação intravesical de 0.5 mg/Kg de oxibutinina líquida,
uma vez, diariamente por 4 semanas. A bexiga era esvaziada com um cateter 10
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
62
Fr, que era imediatamente removido após a instilação da droga. A oxibutinina
permanecia na bexiga até a ocorrência de esvaziamento espontâneo.
Cultura de urina, creatinina sérica, e cistometria foram realizadas em
todos os animais uma semana após o procedimento cirúrgico (M1) e 5 semanas
após a cirurgia (M2). Animais com cultura de urina positiva em M1 foram
tratados com 1 mg/Kg/dia de trimethropim intramuscular.
Avaliação cistométrica. Foi realizada utilizando um sistema de
urodinâmica computadorizada Urobyte
TM
5000. Durante o exame, os animais em
vigília foram colocados em goteiras de madeira, com os membros contidos por
fio de algodão. A pressão intravesical foi medida com um cateter duplo lúmen de
10 Fr e a pressão intra-abdominal com um cateter retal com balão; no início do
procedimento a urina foi coletada em tubo estéril para cultura. O estudo
cistométrico foi realizado conforme previamente publicado (6,13). A capacidade
máxima da bexiga, a pressão máxima do detrusor e a complacência da bexiga
foram determinadas para cada coelho. Foi considerada HD quando observadas
contrações involuntárias do detrusor com baixo volume vesical, causando ou não
perda urinária simultânea.
Os animais foram sacrificados após 5 semanas da cirurgia (M2), as
bexigas foram removidas e imediatamente pesadas utilizando uma balança de
precisão digital. Após a remoção das bexigas, o material foi fixado em solução de
formalina tamponada 10% durante 48 a 72 horas, e subseqüentemente submetido
a processamento histológico de rotina para inclusão em parafina.
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
63
Quantificação Morfométrica. Os blocos de parafina com tecido de
bexiga foram seccionados com espessura de 5 µm, obtendo secções transversais
da parede da bexiga. Estas secções foram coradas com as técnicas de
Hematoxilina e Eosina (HE) para a realização da medida das fibras musculares,
Picrosirius red para evidenciar o colágeno (14) e a Resorcina-Fucsina de Weigert
com prévia oxidação com oxona 10% para caracterizar as fibras do sistema
elástico (15).
Após secção da bexiga e fixação da lâmina em HE, as imagens foram
digitalizadas com um aumento final de 250 vezes utilizando uma câmara vídeo
acoplada a um microscópio óptico (LEICA DMLB) e um microcomputador com
tela do monitor colorida. A medida transversal da fibra muscular (µm) foi
realizada em cinco campos randomizados utilizando o programa de morfometria
Pro-Image Plus.
Para a quantificação das fibras de colágeno, após secção da bexiga e
fixação das lâminas pela técnica de Picrosirius Red, as imagens foram
digitalizadas com um aumento final de 100 vezes utilizando uma câmera vídeo
acoplada a um microscópio óptico (LEICA – DMLB). Foram analisados quatro
campos randomizados para cada animal e foi medida a área da superfície
ocupada pelas fibras de colágeno (µm
2
), em cada campo, utilizando o programa
de morfometria Pro-Image Plus.
Na avaliação das fibras do sistema elástico, após secção de 3 diferentes
áreas da bexiga e fixação das lâminas com Resorcina-Fucsina de Weigert, foram
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
64
analisados, de forma randomizada, 3 campos da lâmina própria e outros 3 da
camada muscular, totalizando 18 campos em cada animal. As imagens dos
campos foram digitalizadas com um aumento final de 1000 vezes utilizando uma
câmera vídeo acoplada a um microscópio óptico (LEICA). O software Image J
versão 1.4 (NIH, Bethesda, USA) foi usado para gerar uma grade de 100 pontos-
cruzes, os quais foram sobrepostos a fotografia previamente digitalizada. A
densidade de área das fibras do sistema elástico foi quantificada pela contagem
de pontos obtidos no sistema (test-grid system) e expressa como percentagem do
espaço referência, conforme descrito (16).
Determinação Bioquímica da concentração de colágeno. Inicialmente,
as amostras de tecido da bexiga foram fixadas em acetona por 24 horas a 4ºC.
Em seguida, o tecido foi clivado em fragmentos menores (aproximadamente 2x2
mm), os quais foram delipidados em duas trocas de 24 horas cada em solução de
clorofórmio-metanol (2:1, volume/volume), em temperatura ambiente. O
solvente foi decantado e após incubação a 60ºC por 30 minutos foi obtido o
preparado seco e delipidado da bexiga, que foi pesado (17). Entretanto, não foi
possível recuperar material suficiente para análise em 2 animais do grupo
controle, em 3 do grupo GII e em 2 do GIII, devido desgaste e irregularidade do
material, permanecendo, então, estes grupos com 13, 11 e 13 animais,
respectivamente. Aproximadamente 10 a 20 mg de cada amostra de tecido seco e
delipidado foram submetidas a hidrólise ácida em 1 ml de HCL 6N por 18 horas
a 118ºC, em tubos de ensaio lacrados. O hidrolisado foi então diluído por adição
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
65
de 5.7 ml de água destilada e neutralizado com 1 ml de NaOH 6N. Resíduos
insolúveis foram removidos por centrifugação a 3.000 rotações por 15 minutos.
A hidroxiprolina foi analisada neste hidrolisado, segundo método colorimétrico.
Os valores da concentração de colágeno no tecido de bexiga foram expressos em
µg (microgramas) de hidroxiprolina por mg de tecido seco e delipidado, o
processo técnico foi realizado conforme descrito anteriormente(17).
Análise Estatística. O estudo da associação da cultura de urina e
também das contrações não inibidas, nos diferentes grupos, no início e no final
da avaliação, foi realizado pelo teste de Mac Nemar. Foi utilizada a técnica da
análise de variância para o modelo com um fator, complementada com o teste de
Tukey para as comparações múltiplas entre pares de médias. O coeficiente de
correlação linear de Pearson foi utilizado para a associação entre pares de
variáveis. O one-way ANOVA também foi utilizado para a comparação de
medidas entre grupos independentes, na avaliação da hidroxiprolina, assim como
o teste de Bonferroni para comparações pairwise planejadas. Diferenças foram
consideradas significativas para valor de p < 0,05 (18).
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
66
RESULTADOS
O peso corpóreo dos animais aumentou significativamente em todos os
grupos no momento M2, não ocorrendo diferença significativa entre os grupos
neste momento.
A obstrução parcial da bexiga (Grupos II e III) causou um aumento
significativo do seu peso, quando comparado aos animais não obstruídos (Grupo
I – 2,35 g, p< 0,05). Nos animais obstruídos, que receberam oxibutinina
intravesical, notou-se um peso vesical significativamente menor em comparação
aos que não receberam a droga (6,0 g vs. 9,61 g, p< 0,05).
A creatinina plasmática se manteve dentro dos níveis de normalidade,
não ocorrendo alterações significativas após os procedimentos realizados.
Infecção urinária não esteve presente em nenhum animal do GI, mas
esteve presente em 80% no grupo GII e em 40% no GIII, no momento M1. No
M2, dos animais do GI 13% tiveram infecção de urina, em 93% no GII e em 87%
no GIII. Houve um aumento significativo de infecção urinária no grupo GIII
(47%).
No grupo GII (com obstrução), a capacidade vesical máxima foi
significativamente maior no momento final (M2) em relação ao M1 (54,53 ±
22,77 ml vs. 35,13 ± 13,60 ml, p<0,01). Não houve diferença estatística
significativa entre os grupos nos diferentes momentos (Tab.1)
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
6
7
Na pressão máxima do detrusor não houve diferença estatística
significativa entre os grupos nos diferentes momentos.
A complacência vesical foi significativamente maior nos animais com
OPB tratados com oxibutinina intravesical (GIII) no momento M2 quando
comparado com M1 (7,19 ± 4,20 vs. 4,67 ± 3,33 ml/cmH
2
O). Não houve
diferença estatística entre os grupos GI e GII nos diferentes momentos (Tab.2).
No momento M2 foi detectada contração involuntária do detrusor
(CID) em todos os animais de GII, em 47% de GIII e nenhum de GI (p<0,05).
A fibra muscular foi significativamente mais espessa no grupo
obstruído (GII) em relação aos grupos GI e GIII (180,2± 33,2 µm vs. 126,8 µm ±
27,3 e 133,1 µm ± 41,2). Não houve diferença estatísticamente significativa entre
os grupos GI e GIII.
A densidade de colágeno foi significativamente maior nos animais do
grupo controle em relação aos grupos GII e GIII (461807,1 ± 118695,3 µm
2
vs.
269637,9 µm
2
± 147046,2 e 292879,7 µm
2
± 106548,9). Não houve diferença
estatísticamente significativa entre os grupos GII e GIII.
A concentração bioquímica de colágeno foi significativamente menor
nos grupos GII e GIII em comparação com GI (Fig.2).
O percentual de fibras do sistema elástico seja na lâmina própria ou na
camada muscular foi significativamente menor no grupo GI em relação aos
grupos GII e GIII (Tab. 3, Fig. 3).
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
68
Na análise da associação linear entre as variáveis, observamos uma
correlação negativa entre a concentração de colágeno comparado ao percentual
de fibra elástica, seja na lamina própria ou na camada muscular, e espessura da
fibra muscular (coeficiente da correlação = -0,349, -0,457 e -0,417,
respectivamente, p<0,05). Houve uma correlação positiva entre o percentual de
fibras do sistema elástico da lâmina própria e da camada muscular (coeficiente da
correlação= 0,849, p<0,05).
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
69
DISCUSSÃO
No processo evolutivo de um paciente portador de HD secundária a
uma OPB ou neuropatia, pode ocorrer progressiva perda da complacência
vesical, diminuindo a capacidade e aumentando a pressão de armazenamento
vesical (10,11,12). Assim, o tratamento seja do quadro obstrutivo ou da
hiperatividade do detrusor deve ocorrer o mais precoce possível, antes da
evolução para um processo de fibrose da bexiga.
Na análise do peso corporal dos animais houve um ganho de peso
adequado em todos os grupos, demonstrando, assim, não ter havido interferência
dos diferentes procedimentos realizados no desenvolvimento dos animais.
Neste experimento, após 4 semanas, o peso da bexiga foi
significativamente maior nos animais dos grupos GII e GIII em relação ao GI.
Entretanto, observamos um peso significativamente menor no grupo tratado com
oxibutinina intravesical (GIII) em relação ao não tratado (GII). Demonstrando
assim um possível efeito protetor da utilização da oxibutinina intravesical, tendo
em vista que houve, também, desaparecimento da CID em 53% dos animais do
GIII. O aumento do peso da bexiga tem sido descrito como uma alteração
freqüente também em outros trabalhos com OPB, podendo estar relacionado ao
aumento na espessura da parede vesical resultante de edema, dependendo do
período de obstrução, e ainda pelas alterações do tecido conjuntivo e camada
muscular, devido a hipertrofia e hiperplasia (6,7).
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
70
A creatinina sérica em nosso estudo esteve dentro de valores normais,
nos diferentes grupos e momentos. Este fato demonstra que a função renal não
foi comprometida nem devido aos procedimentos cirúrgicos ou alterações
morfológicas e funcionais da bexiga.
O aumento significativo de infecção urinária no grupo GIII, sugere que
a OPB e a manipulação pela passagem da sonda, para aplicação da oxibutinina
intravesical, são prováveis fatores de risco para infecção urinária. Todos os
animais foram tratados previamente com trimethropim intramuscular, a fim de
evitar interferência deste fator na análise funcional e estrutural da bexiga.
Embora estudo anterior tenha mostrado que a alteração do pH urinário e a
presença de infecção não influenciem na absorção da droga (19).
O estudo cistométrico mostrou aumento significativo da capacidade
vesical máxima no grupo GII, quando comparados M1 e M2, decorrente
provavelmente do processo obstrutivo, como demonstrado também por
Matsumoto et al (20), após 3 semanas de obstrução parcial da bexiga.
No presente trabalho, não observamos alteração significativa da
pressão máxima do detrusor entre os diferentes momentos nos grupos estudados.
Quanto à complacência vesical, a mesma foi significativamente maior nos
animais submetidos à oxibutinina intravesical (GIII) no momento M2 em relação
ao M1, devido à ação protetora da droga (3).
Após 4 semanas de tratamento com oxibutinina intravesical (M2) as
contrações involuntárias do detrusor desapareceram em 57% dos animais em
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
71
GIII, demonstrando a efetividade da oxibutinina intravesical. Em M2, todos os
animais mantiveram CID no GII, sugerindo que este é um bom modelo
experimental de HD.
Na avaliação histomorfométrica foi observado que a espessura da fibra
muscular estava aumentada em aproximadamente 42%, comparando os animais
do GII com GI. Este achado está de acordo com os relatos de outros estudos
(6,7). No GIII, a espessura das fibras musculares não foi diferente do grupo
controle, sugerindo uma boa resposta ao tratamento com oxibutinina intravesical.
Trabalhos realizados por Uvelius & Mattiasson (7), assim como por
Kim et al (21), demonstraram que em ratos com OPB foi observada diminuição
na concentração de colágeno na parede vesical. Esta observação está de acordo
com o presente estudo que também observou uma diminuição na concentração de
colágeno na bexiga, tanto pela avaliação na dosagem de hidroxiprolina, quanto
pela quantificação histomorfométrica, nos grupos GII e GIII. Kim et al (21)
demonstraram uma diminuição do colágeno total da bexiga após desobstrução.
Em nosso estudo, nos animais tratados com oxibutinina intravesical (GIII) a
concentração de colágeno manteve-se semelhante ao grupo GII, embora a
espessura das fibras musculares tenham sido semelhante ao grupo controle.
Cortivo et al (10) avaliando a bexiga de pacientes com OPB
observaram um aumento no tecido elástico. Desta forma este estudo está de
acordo com nossa série, que mostrou um aumento do tecido elástico na lâmina
própria e camada muscular nos grupos GII e GIII. Por outro lado, outros autores
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
72
estudando pacientes com neuropatia e perda de complacência vesical mostraram
um aumento na quantidade de colágeno e do tecido elástico (8,12). Em outros
estudos, utilizando pacientes com quadro avançado de OPB devido hiperplasia
benigna da próstata, observou-se um aumento na concentração de colágeno e
fibras do sistema elástico (9,11).
Inui et al (22) estudando pacientes com hiperplasia benigna da
próstata, sugerem que a obstrução incipiente da bexiga leva a uma redução do
tecido conjuntivo em relação a camada muscular, porém, este aumenta
tardiamente. Demonstrando haver uma correlação entre o tecido conjuntivo e o
tempo de OPB (22).
Em nossa série, utilizando coelhos com OPB e HD sem alteração de
complacência vesical, após 4 semanas, observamos uma diminuição na
concentração de colágeno e aumento das fibras do sistema elástico, nos grupos
obstruídos. Notamos no estudo da associação linear das variáveis uma correlação
negativa entre o colágeno e as fibras elásticas, demonstrando que o aumento das
fibras elásticas foi associado à diminuição do colágeno. Este fato deve-se
provavelmente à maior necessidade de adaptação da bexiga frente ao processo
obstrutivo e à função do sistema elástico.
No grupo GIII, houve uma melhora funcional da bexiga após a
utilização da oxibutinina intravesical, demonstrando uma diminuição da
espessura das fibras musculares em relação ao grupo não tratado com a droga,
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
73
provavelmente decorrente do desaparecimento das contrações involuntárias do
detrusor.
Estudos adicionais são necessários para o melhor conhecimento das
variações quantitativas na matriz extracelular durante a disfunção miccional
devido aos processos obstrutivos da bexiga, assim como dos seus mecanismos
regulatórios. A utilização de medicamentos, que bloqueiem este processo
evolutivo, pode permitir a inversão ou mesmo interrupção à deterioração das
propriedades estruturais da parede vesical.
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
74
CONCLUSÕES
A oxibutinina intravesical parece proteger a bexiga contra as alterações
funcionais e estruturais da BH associada à OPB, assim como prevenir alterações
do colágeno e das fibras do sistema elástico. Estudos futuros serão importantes
para confirmar esses dados e avaliar a ação da oxibutinina intravesical em
bexigas com baixa complacência e maior tempo de obstrução.
APOIO FINANCEIRO: FAPESP
Capítulo II - Manuscrito 1 - Alterações do colágeno e do sistema elástico induzidas
pela hiperatividade do detrusor em coelhos. ação da oxibutinina.
75
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Figuras e Tabelas
78
FIGURAS E TABELAS
M0
-
Momento inicial
M1
-
Uma semana após intervenção cirúrgica
M2
-
Cinco semanas após cirurgia
Figura 1 – Diferentes momentos do estudo experimental.
M0
M1
M2
Após 1 semana
Após 4 semanas
PROCEDIMENTO
CIRÚRGICO
RANDOMIZAÇÃO
DOS GRUPOS I E II
MOMENTO
FINAL
Figuras e Tabelas
79
0
10
20
30
40
50
60
70
80
G1 - controle (n=13) G2 - obstrução (n=11) G3 - obstrução +
oxibutinina (n=13)
ug OH-pro/mg
Figura 2- Concentração vesical de colágeno, expressa como µg de hidroxiprolina
por mg de tecido seco, após 4 semanas de tratamento (M2). Média e desvio
padrão segundo o grupo.
Figuras e Tabelas
80
Figura 3: Coloração de Resorcina - Fucsina de Weigert da secção de detrusor
demonstrando a quantidade de fibras elásticas no grupo controle (A) e nos
animais com obstrução parcial da bexiga (grupo GII) (B), x1000.
A
B
Figuras e Tabelas
81
Tabela 1: Capacidade vesical máxima (ml) nos 3 grupos experimentais nos
diferentes momentos. Diferentes letras maiúsculas indicam que os grupos foram
significativamente diferentes em um mesmo momento (p< 0,05). Diferentes
letras minúsculas indicam que os momentos foram significativamente diferentes
em um mesmo grupo.
Grupo M1 M2
Resultado do teste
estatístico entre os
momentos
GI 36,13 ± 24,78 Aa 42,33 ± 21,01 Aa
p>0.05
GII 35,13 ± 13,60 Aa 54,53 ± 22,77 Ab
p<0.05
GIII 49,87 ± 17,02 Aa 51,40 ± 22,73 Aa
p>0.05
Resultado do
teste estatístico
entre os grupos
p>0.05 p>0.05
Figuras e Tabelas
82
Tabela 2: Complacência vesical (ml/cmH
2
O) nos 3 grupos experimentais nos
diferentes momentos. Diferentes letras maiúsculas indicam que os grupos foram
significativamente diferentes em um mesmo momento (p< 0,05). Diferentes
letras minúsculas indicam que os momentos foram significativamente diferentes
em um mesmo grupo.
Grupo M1 M2
Resultado do teste
estatístico entre os
momentos
GI 2,79 ± 1,47 Aa 3,40 ± 1,71 Aa
p>0.05
GII 2,81 ± 2,10 Aa 2,83 ± 1,67 Aa
p>0.05
GIII 4,67 ± 3,33 Aa 7,19 ± 4,20 Ab
p<0.05
Resultado do teste
estatístico entre os
grupos
p>0.05 p>0.05
Figuras e Tabelas
83
Tabela 3: Média e desvio padrão do percentual (%) de fibras do sistema elástico (FSE)
na lâmina própria (LP) e camada muscular (CM) nos diferentes grupos no momento
M2. Diferentes letras maiúsculas indicam que os grupos foram significativamente
diferentes em um mesmo momento (p< 0,05).
GI
(n=15)
GII
(n=14)
GIII
(n=15)
Resultado do
teste
estatístico
FSE na LP 15,3±3,4 A 26,2±6,1 B 24,5±5,1 B p<0,05
FSE na CM 13,9±3,3 A 27,9±6,4 B 28,2±4,5 B p<0,05
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
84
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
85
AUTHORS: ARMANDO POLIDO JÚNIOR, Post Graduate Department of
Urology, School of Medicine, UNESP, Botucatu, Brazil.
JOSÉ MATEUS DA COSTA, Student of Medicine, Department of
Urology, School of Medicine, UNESP, Botucatu, Brazil.
TÂNIA MUNHOZ, Student of Medicine, Department of Urology,
School of Medicine, UNESP, Botucatu, Brazil.
FRANCISCO JOSÉ SAMPAIO, Full - Professor, Urogenital
Research Unit, School of Medicine, UERJ, Rio de janeiro, Brazil.
LUIZ EDUARDO DE MACEDO CARDOSO, Associate -
Professor, Urogenital Research Unit, School of Medicine, UERJ, Rio
de janeiro, Brazil.
JOÃO LUIZ AMARO, Associate Professor, Department of Urology,
School of Medicine, UNESP, Botucatu, Brazil.
CORRESPONDENCE : Armando Polido Júnior
Instituto de Urologia de São Carlos, Avenida Dr.
Carlos Botelho nº 1222,
Vila Pureza, CEP – 13561-003
São Carlos, São Paulo, Brasil
Telefone / Fax: 00 55 (16) 3372-7163
E-mail: [email protected]
No conflict of interest
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
86
ABSTRACT
Objectives: The present study aims to evaluate the histopathological and
histomorphometric changes of collagen and fibers of the elastic system in the
bladder, using an experimental model of detrusor hyperactivity (DH) in rabbits
with partial bladder outlet obstruction (PBOO) that underwent intravesical
oxybutynin. Material and Methods: Forty-five North Folk male rabbits,
weighting on average 2,207.4 g, were randomly divided into 3 groups. Group GI:
controls (n=15), in which there was no surgical intervention; the remaining
animals were submitted to PBOO, at M0 moment, as previously described by
Balasteghin. 29 of the animals developed DH, verified by a cystometric study
conducted one week after surgery, at M1 moment, and were randomly divided
into group GII (n=14) and group GIII - PBOO + intravesical oxybutynin (n=15,
0.5 mg/kg body weight, daily for 28 days). One animal was excluded because it
did not develop DH. Serum creatinine, urine culture, and cystometric study were
performed on all animals one week after PBOO (M1) and 5 weeks after PBOO
(M2), when the animals were sacrificed. Diameter of muscle fiber was measured
on HE-stained bladder sections and is given in µm. Sections were also stained by
Picro-Sirius Red technique for evidencing collagen and by Weigert’s Fuchsin-
Resorcin for characterizing the elastic system fibers. The morphometric analyses
were carried out using the program Pro- Image Plus and Image J. The
biochemical collagen concentration in the bladder wall was determined by a
hydroxyproline assay and was expressed as µg hydroxyproline per mg dry,
defatted tissue. Results: After 4 weeks, bladder weight was significantly higher
in animals from GII and GIII as compared to GI (9.61 ± 5.36 and 6.00 ± 2.18 vs
2.35 ± 0.55, respectively). In the obstructed animals, which received intravesical
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
8
7
oxybutynin, a significantly lower bladder weight was noted when compared to
those that did not receive the drug. Creatinine levels remained normal
throughout. Cystometric study revealed that vesical capacity was significantly
higher in GII at M2 compared to M1 (35.13±13.60 vs 54.53±22.77), no statistical
difference was observed between GI and GIII groups. Maximum detrusor
pressure showed no statistical difference between M1 and M2 for all groups.
Bladder compliance was significantly higher in animals using intravesical
oxybutynin in moments M2 as compared to M1. There was no statistical
difference in groups GI and GII in different moments. In moment M2, all animals
of GII was detected detrusor involuntary contraction (DIC), in 47% at GIII and
none in GI. The muscle fiber was significantly thicker in the obstructed group
(GII) with regards to GI and GIII (180.2 ± 33.2 µm vs. 126.8 µm ± 27.3 and
133.1 µm ± 41.2). There was no statistically significant difference between the
GI and GIII groups. The collagen density was significantly higher in the control
group animals with relation to the groups GII and GIII (461,807.1 ± 118,695.3
µm
2
vs. 269,637.9 µm
2
±147,046.2 and 292,879.7 µm
2
±106,548.9). There was
no statistically significant difference between the GII and GIII groups. Elastic
fibers quantification (area density) was significantly higher in GII and GIII as
compared to control group. Collagen biochemical concentration in GIII was not
different from that of GII (48.00 ± 11.16 vs 49.56 ± 13.63). However, comparing
these two groups against G1 (59.93 ± 11.84) showed that BOO caused a ~18%
decrease in vesical collagen content (p < 0.05). Conclusions: The intravesical
oxybutinin seems to protect the bladder against functional alterations due to
PBOO as well as to prevent collagen and elastin alteration.
KEY WORDS: Rabbit; Collagen; Partial bladder outlet obstruction; Intravesical
oxybutynin; Elastic system.
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
88
INTRODUCTION
Overactive bladder (OAB) can be caused by several factors such as
partial bladder obstruction, aging or neurological diseases. It is clinically
characterized by symptoms such as frequency, nocturia and urgency, with or
without urinary incontinence, and may involve important psychosocial
implications, including repercussions on the upper urinary tract (1). Urodynamic
study often indicate detrusor hyperactivity (DH), as estimated in more than 50%
of men with partial bladder outlet obstruction (PBOO), due to benign prostatic
hyperplasia and OAB symptoms (2).
The clean intermittent catheterization associated with intravesical
oxybutynin has been used efficiently for the treatment of DH, especially in
patients with significant side effects from the use of oral anticholinergic and
already requiring intermittent catheterization, as patients with neurogenic bladder
and spinal cord injury, or children with myelomeningocele (3). Oxybutynin has
been shown to block the muscarinic receptors in the bladder, also related to a
direct relaxing effect of the detrusor muscle and local anesthetic, thereby
reducing the frequency of involuntary detrusor contractions and thus improving
the OAB symptoms (4). The administration of intravesical oxybutynin can
decrease adverse effects, hence improving its clinical effectiveness, although
histomorphometric changes resulting from their use are not well established
(5,6).
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
89
Morphological alterations are often associated with partial bladder
outlet obstruction (PBOO), including progressive hypertrophy of the smooth
bladder muscle, and changes related to collagen and fibers of the elastic system
(7,8,9).
The mechanical properties of the bladder wall depend on the
resistance, viscosity and elasticity of the detrusor muscle and connective tissue.
The most important components of the connective tissue are the elastic system
fibers and collagen, and related to vesical compliance (8,10). An abnormal
increase in the amount of collagen and fibers of the elastic system commonly
occurs in most congenital or acquired obstructive uropathy, possibly leading to a
loss of strength and elasticity of the bladder wall, hence developing into a tissue
fibrosis (10,11). The end result of such increase is low compliance, reduced
bladder capacity and high storage pressure, which may be related to the
occurrence of detrusor hyperactivity (2,12).
This study aims to evaluate the histopathological and
histomorphometric changes of collagen and fibers of the elastic system in the
bladder, using an experimental model of DH in rabbits with PBOO that
underwent intravesical oxybutynin.
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
90
MATERIALS AND METHODS
Animals. After approval by the Ethics Commission in Animal
Experiments in the Universidade Estadual Paulista, 45 North Folk male rabbits,
weighing between 1700g and 3200g, were randomly divided into three groups.
Group 1 (GI, n=15), there was no surgical intervention for this group; the animals
were used as clinical control, cystometric and structural parameters of normality.
The remaining animals were submitted to partial bladder outlet obstruction, at
M0 (Fig.1), using a previously described technique (13). First, a polyethylene
adjustable bracelet was implanted by open surgery around the bladder neck,
without pressing the urethra, previously catheterized with a 10 Fr Foley catheter
and removed after the procedure. For the surgical procedure, intramuscular
ketamine and xylazine general anesthesia was performed. 29 of the animals
developed detrusor hyperactivity (DH), verified by a cystometric study
conducted one week after surgery, at M1 moment (Fig. 1), and were randomly
divided into group 2 (GII, n=14) and group 3 (GIII, n=15). One animal was
excluded because it did not develop DH.
One week after surgery (M1) the GIII animals began to receive
intravesical instillation of 0.5 mg/kg of liquid oxybutynin, once a day for 4
weeks. The bladder was emptied with a 10 Fr catheter, which was promptly
removed after drug instillation. The oxybutynin remained in the bladder until
spontaneous emptying.
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
91
Urine culture, serum creatinine, and cystometric evaluation were
performed in all animals one week after surgery (M1) and 5 weeks after surgery
(M2). Animals with positive urine culture at M1 were treated with 1 mg/kg/day
of intramuscular trimethropim.
Cystometric Evaluation. This was performed using the Urobyte
TM
5000 computerized urodynamics system. During examination the vigil animals
were placed in wooden cages, with the extremities held by cotton strings. The
intravesical pressure was measured with a 10 Fr double lumen catheter and the
intra-abdominal pressure by means of a rectal balloon catheter, at the beginning
of the procedure the urine was collected in a sterile tube for culture. The
cystometric study was conducted as previously published (6,13). The maximum
bladder capacity, maximum detrusor pressure and bladder compliance were
determined for each rabbit. DH was considered when involuntary detrusor
contractions with low vesical volume were observed, causing or not simultaneous
urinary loss.
The animals were sacrificed 5 weeks after surgery (M2), the bladders
were removed and weighed immediately using a precision digital scale. After
removing the bladders, the material was fixed in buffered formalin solution of
10% for 48 to 72 hours, and subsequently submitted to routine histologic
processing for inclusion in paraffin.
Morphometric Quantification. The paraffin blocks with the bladder
tissue were cut in 5 µm thickness, obtaining cross-sections of the bladder wall.
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
92
These sections were stained using the Hematoxylin and Eosin (HE)
techniques to measure the muscle fibers, Picrosirius red to indicate the collagen
(14) and Weigert’s Resorcinol-Fuchsin with prior oxone 10% oxidation to
characterize the elastic system fibers (15).
After sectioning the bladder and stained using HE, the images were
scanned at x250 using a video camera coupled to an optical microscope (LEICA
DMLB) and a computer with a colored monitor screen. The transversal measure
of the muscle fiber (µm) was performed in five random fields using the Pro-
Image Plus morphometry program.
For the quantification of the collagen fibers, after sectioning the
bladder and attained by the Picrosirius Red method, the images were scanned
(x100) using a video camera coupled to an optical microscope (LEICA - DMLB).
Four random fields were analyzed for each animal and the surface area occupied
by collagen fibers in each field (µm
2
) was measured, using the Pro-Image Plus
morphometry program.
In the assessment of the elastic system fibers, after sectioning 3
different areas of the bladder and stained using the Weigert’s Fuchsin- Resorcin,
3 fields of the lamina propria and 3 others from the muscle layer were randomly
analyzed, totaling 18 fields in each animal. The field images were scanned
(x1,000) using a video camera coupled to an optical microscope (LEICA). The
Image J version 1.4 software program (NIH, Bethesda, USA) was used to
generate a grid of 100 points-crosses, which were juxtaposed to the previously
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
93
scanned photograph. The area density of the elastic system fibers was quantified
by the number of points obtained in the system (test-grid system) and expressed
as a percentage of the reference space, as described (16).
Biochemical determination of the collagen concentration. First, the
bladder tissue samples were fixed in acetone for 24 hours at 4C. Then, the tissue
was cleaved into smaller pieces (approximately 2x2 mm), which were defatted in
two 24-hour changes each in chloroform-methanol solution (2:1,
volume/volume), at room temperature. The solvent was decanted and after
incubation at 60ºC for 30 minutes the dry and defatted preparation of the bladder
was obtained, which was then weighed (17). However, it was not possible to
recover enough material to analyze in 2 animals of the control group, 3 animals
of the GII and 2 of the GIII , because of the material’s wear and irregularity, thus
remaining groups of 11 and 13 animals, respectively. Approximately 10 to 20 mg
of each dry and defatted tissue sample were subjected to acid hydrolysis in 1 ml
of HCl 6N for 18 hours at 118ºC, in sealed test tubes. The hydrolysis was then
diluted by adding 5.7 ml of distilled and neutralized water with 1 ml NaOH 6N.
The insoluble residues were removed by centrifugation at 3,000 rpm for 15
minutes. The hydroxyproline was analyzed in this hydrolyzate, in agreement with
the colorimetric method. The values of the collagen concentration in the bladder
tissue were expressed as µg (micrograms) of hydroxyproline per mg of dry and
defatted tissue; the technical process was conducted as aforementioned (17).
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
94
Statistical Analysis. The study of the urine culture combination and
also of the non-inhibited contractions in the different groups, at the beginning
and end of the evaluation, was performed with the Mac Nemar test. The one-
factor analysis of variance (ANOVA) mode was used, together with the Tukey
test for multiple comparisons between all pairs of averages. The Pearson
correlation coefficient was used for the association between pairs of variables.
The one-way ANOVA was also used to compare measures between independent
groups, in the assessment of hydroxyproline, as well as Bonferroni's test for
planned pairwise comparisons. Differences were considered significant for p
<0.05 value (18).
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
95
RESULTS
The animals’ body weight increased significantly in all groups at M2
and at this time there was no significant difference between groups.
The PBOO (Groups II and III) caused a significant weight increase of
the bladder, when compared to the non-obstructed animals (Group I - 2.35 g, p
<0.05). In the obstructed animals, which received intravesical oxybutynin, a
significantly lower bladder weight was noted when compared to those that did
not receive the drug (6.0 g vs. 9.61 g, p <0.05).
The plasmatic creatinine remained within the normal levels, without
any significant changes after the performed procedures.
Urinary tract infection was not found in any animal of GI, but was
present in 80% of group GII and 40% in GIII, at M1.
At M2, 13% of the GI animals had urinary tract infection, 93% in GII
and 87% in GIII. There was a significant urinary infection increase in group GIII
(47%).
In group GII (with partial obstruction), the maximum bladder capacity
was significantly higher at the last moment (M2) with relation to M1 (54.53 ±
22.77 ml vs. 35.13 ± 13.60 ml, p<0.01). There was no statistically significant
difference between the groups at different times (Tab.1)
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
96
For the maximum detrusor pressure there was no statistically
significant difference between groups at different times.
The bladder compliance was significantly higher in animals with
partial bladder outlet obstruction treated with intravesical oxybutynin (GIII) at
M2, when compared to M1 (7.19 ± 4.20 vs. 4.67 ± 3.33 ml/cmH
2
O). There was
no statistical difference between the GI and GII groups at different times
(Table 2).
At M2 involuntary detrusor contraction (IDC) was detected in all the
animals of GII, in 47% of GIII and none in GI (p <0.05).
The muscle fiber was significantly thicker in the obstructed group
(GII) with regards to GI and GIII (180.2 ± 33.2 µm vs. 126.8 µm ± 27.3 and
133.1 µm ± 41.2). There was no statistically significant difference between the
GI and GIII groups.
The collagen density was significantly higher in the control group
animals with relation to the groups GII and GIII (461,807.1 ± 118,695.3 µm
2
vs.
269,637.9 µm
2
±147,046.2 and 292,879.7 µm
2
±106,548.9). There was no
statistically significant difference between the GII and GIII groups.
The biochemical collagen concentration was significantly lower in
groups GII and GIII, when compared to GI (Fig.2).
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
9
7
The percentage of the elastic system fibers, whether in the lamina
propria or in the muscle layer, was significantly lower in the GI group compared
to GII and GIII (Tab.3, Fig.3).
In the linear association analysis between variables, we observed a
negative correlation between the collagen concentration when compared to the
percentage of elastic fiber, whether in the lamina propria or the muscle layer and
muscle fiber thickness (the correlation coefficient = -0.349, -0.457 and -0417,
respectively, p <0.05). There was a positive correlation between the percentage
of elastic system fibers of the lamina propria and the muscle layer (the
correlation coefficient = 0.849, p <0.05)
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
98
DISCUSSION
The onset and progression of DH in a patient, which is second to a
partial bladder obstruction or neuropathy, can cause gradual loss of bladder
compliance, hence reducing the capacity and increasing the storage bladder
pressure (10,11,12). Accordingly, the treatment for obstruction or for detrusor
hyperactivity should occur as early as possible, before progressing to a bladder
fibrosis process.
In the analysis of the animals’ body weight there was an adequate
weight gain in all groups, thus demonstrating that there was no interference from
the different procedures performed regarding the animals’ development.
In this experiment, after 4 weeks, the bladder weight was significantly
higher in the animals of groups GII and GIII with regards to GI. However, we
observed a significantly lower weight in the group treated with intravesical
oxybutynin (GIII) compared to the untreated group (GII). Thus demonstrating
that intravesical oxybutynin has a possible protective effect, in view of the fact
that IDC also disappeared in 53% of the animals in GIII. Increased weight of the
bladder has also been described as a frequent change in other studies on partial
bladder obstruction, and may be related to an increased bladder wall thickness
due to edema, depending on the length of time of obstruction, and also to
changes in the conjunctive tissue and muscle layer, due to hypertrophy and
hyperplasia (6,7).
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
99
In our work the serum creatinine was within normal values in the
different groups and moments. This fact shows that the renal function was not
compromised due to the surgical procedures or due to morphological and
functional changes of the bladder.
The significant urinary infection increase in group GIII suggests that
the PBOO and manipulation of the catheter to apply intravesical oxybutynin are
probable risk factors for urinary tract infection. All animals were treated with
intramuscular trimethropim to avoid the interference of this factor in the
functional and structural analysis of the bladder. Although a previous study has
shown that the change in urinary pH and the presence of infection do not
influence the absorption of the drug (19).
The cystometric study showed significant increase of the maximum
bladder capacity in group GII, when compared to M1 and M2, probably due to
the obstruction process, as also demonstrated by Matsumoto et al (20), after 3
weeks of partial bladder obstruction.
In this study, no significant change in the maximum detrusor pressure
was found between the different moments in the groups. As for bladder
compliance, it was significantly higher in animals subjected to intravesical
oxybutynin (GIII) at M2 when compared to M1, due to the protective action of
the drug (3).
After 4 weeks of treatment with intravesical oxybutynin (M2)
involuntary detrusor contractions disappeared in 57% of the animals in GIII,
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
100
demonstrating the effectiveness of intravesical oxybutynin. At M2, all the
animals retained IDC in GII, thus suggesting that this is a good experimental
model of DH.
In the histomorphometric assessment, it was observed that the muscle
fiber thickness had increased by approximately 42%, comparing the animals of
GII to GI. This finding is in line with the information reported by other studies
(6,7). In GIII, the thickness of the muscle fibers was not different from the
control group, suggesting a good response to the treatment with intravesical
oxybutynin.
Studies by Uvelius & Mattiasson (7) and by Kim et al (21) showed
that in rats with PBOO, a decreased collagen concentration in the bladder wall
was observed. Such observation is in agreement with the present study that also
noted a decreased collagen concentration in the bladder, both for assessment of
the hydroxyproline dosage, as well as by the histomorphometric quantification in
groups GII and GIII.
Kim et al (21) showed a decrease in total bladder collagen after
desobstruction. In our study, for the animals treated with intravesical oxybutynin
(GIII), the concentration of collagen remained similar to that of group GII,
although the muscle fiber thickness was similar to that of the control group.
Evaluating the bladder of patients with PBOO, Cortivo et al (10)
observed an increase in the elastic tissue. Thus, that study is consistent with our
series, which showed an increase of the elastic tissue in the lamina propria and
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
101
muscle layer in groups GII and GIII. On the other hand, other authors (8,12) after
studying patients with neuropathy and loss of bladder compliance, showed an
increase in the amount of collagen and elastic tissue. In other studies, using
patients with advanced PBOO due to benign prostatic hyperplasia, an increase in
concentrations of collagen and elastic system fibers was observed (9,11).
Inui et al (22), studying patients with benign prostatic hyperplasia,
suggest that an incipient bladder obstruction leads to a reduction of the
connective tissue in relation to the muscle layer, however, this usually increases
later. Thus, demonstrating a correlation between the connective tissue and the
obstruction duration (22).
In our series, using rabbits with partial bladder outlet obstruction and
DH without bladder compliance change, a collagen concentration decrease and
an increase of the elastic system fibers was observed after 4 weeks in the
obstructed groups.
In the study of linear association between variables, we observed a
negative correlation between the collagen and elastic fibers, demonstrating that
the increase of elastic fibers was related to the reduction of collagen. This is
probably due to the bladder’s considerable need to adapt, given the obstruction
process, as well as the function of the elastic system.
There was a functional bladder improvement in the GIII group after
using intravesical oxybutynin, showing a decrease in the muscle fiber thickness,
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
102
when compared to the group not treated with the drug, probably due to the
disappearance of involuntary detrusor contractions.
Further studies are needed for a better understanding of the
quantitative changes in the extracellular matrix during voiding dysfunction due to
obstructive bladder dysfunction, as well as their regulatory mechanisms. The use
of drugs that block this developing process may enable reversal or even
interruption of the deterioration of the structural properties of the bladder wall.
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
103
CONCLUSIONS
Intravesical oxybutynin seems to protect the bladder against functional
and structural changes of OAB associated to PBOO, and also prevent changes of
the collagen and elastic system fibers. Future studies will be important to confirm
these data and to assess the effect of intravesical oxybutynin in bladders with low
compliance and longer obstruction time.
FINANCIAL SUPPORT: FAPESP
Capítulo II - Manuscrito 2 - Collagen and elastic system changes induced by
detrusor overactivity in rabbits. the action of oxybutynin.
104
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Figures and Tables
10
7
FIGURES AND TABLES
Figure 1: Different moments of the Experimental Study.
Figures and Tables
108
0
10
20
30
40
50
60
70
80
G1 - control (n=13) G2 - obstruction (n=11) G3 - obstruction +
oxybutynin (n=13)
ug OH-pro/m
g
Figure 2: Concentration of bladder collagen, expressed as µg of hydroxyproline
per mg of dry tissue after 4 weeks of treatment (M2). Mean and standard
deviation according to the group.
Figures and Tables
109
Figure 3: Weigert’s Fuchsin- Resorcin staining of the detrusor demonstrating the
amount of elastic fibers in control group (A) and animals with partial bladder
outlet obstruction (grupo GII) (B), x1000.
A
B
Figures and Tables
110
Table 1: Maximum cystometric capacity (ml) in 3 different experimental groups
at different moments. Different upper case letters indicate when the groups were
significantly different at the same moment (p<0.05). Different lower case letters
indicate when the moments were significantly different in the same group.
Group M1 M2
Result of
statistical test
between
moments
GI 36.13 ± 24.78 Aa 42.33 ± 21.01 Aa
p>0.05
GII 35.13 ± 13.60 Aa 54.53 ± 22.77 Ab
p<0.05
GIII 49.87 ± 17.02 Aa 51.40 ± 22.73 Aa
p>0.05
Result of
statistical test
between groups
p>0.05 p>0.05
Figures and Tables
111
Table 2: Vesical compliance (ml/ cmH
2
O) in 3 different experimental groups.
Different upper case letters indicate when groups were significantly different at
the same moment (p<0.05). Different lower case letters indicate when the
moments were significantly different in the same group.
Group M1 M2
Result of
statistical test
between
moments
GI 2.79 ± 1.47 Aa 3.40 ± 1.71 Aa
p>0.05
GII 2.81 ± 2.10 Aa 2.83 ± 1.67 Aa
p>0.05
GIII 4.67 ± 3.33 Aa 7.19 ± 4.20 Ab
p<0.05
Result of
statistical test
between groups
p>0.05 p>0.05
Figures and Tables
112
Table 3: Mean and standard deviation of percentage (%) of the elastic system
fiber (ESF) in the lamina propria (LP) and muscle layer (ML) in different groups
at M2. Different upper case letters indicate when the groups were significantly
different at the same time (p <0.05).
GI
(n=15)
GII
(n=14)
GIII
(n=15)
Result of the
statistical
test
FSE in LP 15.3±3.4 A 26.2±6.1 B 24.5±5.1 B p<0,05
FSE in CM 13.9±3.3 A 27.9±6.4 B 28.2±4.5 B p<0,05
Anexo
113
Anexo
114
Anexo 1 – Informações para autores do International Braz J Urol
Anexo
115
Anexo
116
Anexo
11
7
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