Abstract

Arq Bras Cardiol

abc

Arquivos Brasileiros de Cardiologia

Arq. Bras. Cardiol.

0066-782X 1678-4170

Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC

38FFsm9YqKpWkMV5bGG7NKj

S0066-782X2020000200295

10.36660/abc.20180433

Original Article

Passive Cigarette Smoking Impact on Blood Pressure Response to Epinephrine and Felypressin in 1K1C Hypertensive Rats Treated or not with Atenolol

Fleury

Camila A.

1 Almeida

Elizandra P. M.

1 Dionisio

Thiago J.

1 Calvo

Adriana M.

0000-0002-0990-7106

Oliveira

Gabriela M.

1 Amaral

Sandra L.

0000-0002-2876-0955

Santos

Carlos F.

1 Faria

Flávio A. C.

1 Universidade de São Paulo Faculdade de Odontologia de Bauru

Bauru SP

Brazil Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo - Ciências Biológicas - Farmacologia, Bauru, SP - Brazil 2 Universidade Estadual de São Paulo Faculdade de Ciências Departamento de Educação Física

Bauru SP

Brazil Programa Conjunto de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - Departamento de Educação Física - Faculdade de Ciências - Universidade Estadual de São Paulo, Bauru, SP - Brazil

Mailing Address: Carlos F. Santos, Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo - Ciências Biológicas - Farmacologia - Alameda Octávio Pinheiro Brisolla, 9-75. Postal Code 17012-901, Bauru, SP - Brazil. E-mail: cfsantos@fob.usp.br

Author contributions

Conception and design of the research: Fleury CA, Almeida EPM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC; Acquisition of data, Analysis and interpretation of the data and Critical revision of the manuscript for intellectual content: Fleury CA, Moretto E, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC; Statistical analysis: Fleury CA, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Santos CF, Faria FAC; Writing of the manuscript: Fleury CA, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

20 03 2020

02 2020

114 2 295 303 25 06 2018 18 12 2018 24 04 2019

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited

Abstract Background:

Cigarette smoking is usually associated with hypertension and may modify vasoconstrictor response.

Objective:

The present study aimed to analyze and compare the interaction of passive cigarette smoking and hypertension on epinephrine and felypressin blood pressure effects after intravascular injection.

Method:

45-day male Wistar rats had the main left renal artery partially constricted and the right kidney removed (1K1C model). Rats were placed in the chamber for exposition to passive cigarette smoking (10 cigarettes) during 10 min (6 days a week). Hypertensive rats received atenolol (90 mg/kg/day) by gavage for two weeks. Hypotensive and hypertensive response, response duration and heart rate were recorded from direct blood pressure values. The significance level was 5%.

Results:

Passive cigarette smoking increased maximal hypertensive response to epinephrine in normotensive and 1K1C-atenolol treated rats and to felypressin only in 1K1C-atenolol treated rats; it also reduced epinephrine hypotensive response. Epinephrine increased heart rate in normotensive and hypertensive passive smokers or non-smoker rats. Comparing the two vasoconstrictors, epinephrine showed greater hypertensive response in normotensive smokers, 1K1C-atenolol treated smokers and non-smokers. However, in normotensive-nonsmoker rats, felypressin showed a greater and longer hypertensive effect.

Conclusions:

Our results suggest that passive cigarette smoking may reduce epinephrine vasodilation and increase hypertensive response when compared to felypressin. Therefore, felypressin may be safe for hypertensive patients to avoid tachycardia and atenolol interaction, but for normotensive and non-smoker patients, epinephrine may be safer than felypressin.

Keywords: Tobacco Use Disorder Hypertension Rats Felypressin Atenolol Epinephrine Tobacco Smoke Pollution Nicotine/adverse effects

Introduction

Vasoconstrictor drugs are essential for dental and medical procedures performed under local anesthesia, since the local anesthetic must stay in contact with sensitive nerves. One single local anesthetic cartridge administered via intravascular route can be fatal.1 Therefore, vasoconstrictors are also used to avoid its absorption and adverse effects: seizures, arrhythmia and cardiac arrest. There are studies indicating vasoconstrictor absorption and systemic effects. Epinephrine can be detected in plasma after infiltration and can increase heart rate in normal subjects.2 There are no clinical data comparing epinephrine and felypressin efficacy or safety, but there is evidence that isolated local anesthetics results in shorter and low quality pain control.3

Vasoconstrictor drugs have systemic effects that can be critical in patients with cardiovascular diseases: coronary vasoconstriction, tachycardia, increases in cardiac contraction force, etc. Such effects are related to the most common causes of death in the modern world: heart attack, stroke and thrombosis; and patients usually have multifactorial diseases. Cigarette smoking and hypertension are included in the National Cholesterol Education Program algorithm to predict cardiovascular disease risk, addressing both as modifiable causes of atherosclerosis in prevention efforts.4 The WHO estimates that the global prevalence of adults smoking any tobacco product is 36% in adult men and 8% in adult women.5

The number of cigarettes show a positive correlation with higher blood pressure values but not with heart rate.6 Nicotine also affects the autonomous nervous system, having a different effect than cigarette smoking products.7 Catecholamine release and atherosclerotic lipoproteins are increased in the blood levels of smoker patients.8 The vasoactive drugs present, therefore, alter the vascular response of smokers, since the nitric oxide (NO) pathway, adrenergic and cholinergic systems are affected. Although epinephrine is considered the safest vasoconstrictor drug in patients with cardiovascular disease by The American Dental Association,9 patients receiving betablocker treatment who smoke cigarettes must be treated differently.

Felypressin may be a safe alternative vasoconstrictor in such populationce since it is a non-adrenergic vasoconstrictor. There is no reported interaction between cigaretes smoking and vasopressin. A previous study showed reduced hypertensive effect of felypressin in rats treated with atenolol.10 In order to increase the knowledge about the safety of epinephrine and felypressin, this study attempted to test them isolated in intravascular administration to simulate the maximal error in local anesthesia, providing information for the formulation of safer local anesthetic solutions. Therefore, the aim of this study was to evaluate and compare the effects of direct intravenous injection of epinephrine and felypressin on blood pressure of smoker or non-smoker normotensive, hypertensive and atenolol-treated hypertensive rats.

Methods

For the present study, all norms for animal research were reviewed and approved by the institutional review board before the experiments (protocol #010/2010). Male Wistar rats weighing 140 to 320 g provided by Faculdade de Odontologia de Bauru facilities were used in all groups of this study. The experimental hypertension method, indirect and direct BP measurements, were performed as previously described10. All rats received a normal diet, free water and food access and were submitted to 12 hour light/dark cycle. Rats weighing 110 to 150 g were anesthetized with an injection of ketamine (50 mg/kg weight, im, Dopalen^®- Sespo Industry and Trade Ltda., Animal Health Vetbrands Division - Jacareí, São Paulo, Brazil) plus xylazine (10 mg/kg weight, im, Anasedan^®- Sespo). The left renal artery was isolated, and a 0.25 mm gap silver clip was installed around it, and the right kidney was completely removed. 40,000 IU of small-animal antibiotic (Fontoura Wyeth S.A. - São Bernardo do Campo, São Paulo, Brazil) was injected. It is worth mentioning that surgery for clips implantation in the renal arteries was performed in 10 animals per group, that is, 120 rats. However, each groups consisted of 6 animals, since part of the rats did not have systolic blood pressure above 150 mmHg. Therefore, 72 was the total number of animals used in the study and there were no criteria for the definition of this sample, being defined by convenience.

Passive Smoking Method

Passive smoking was performed based on previous emphysema induction studies11. One day after hypertension induction, the rats were intoxicated one time a day (10 cigarettes per exposure period), 6 days a week. The exposure protocol consisted of confining 10 rats in the inhalation chamber during 10 min of compressed air ventilation (10 L/min).

Indirect and Direct Blood Pressure Measurements

1K1C rats were heated in individual cages containing an electrical resistance and tail pneumatic cuffs were installed and connected to a digital system for indirect blood pressure record (Physiological Pressure Transducer, ADInstruments Pty. Ltd. - Dunedin, Otago, New Zealand). Rats that presented systolic blood pressure equal to or higher than 150 mmHg in the indirect measurement 15 days after clip surgery were accepted in the hypertensive group or treated with atenolol (90 mg/kg/day; Cristália Pharmaceutical and Chemical Products - Itapira, São Paulo, Brazil) administered by gavage in 1mL for 2 weeks.

All groups had blood pressure measured directly for 28-35 days after clip surgery, or the equivalent time in the control group: after ketamine/xylazine anesthesia, a saline-filled polyethylene catheter PE-50 (Clay Adams - Franklin Lakes, New Jersey, USA) with an occluded external extremity was implanted in the left carotid artery and in the right jugular vein. The arterial catheter was connected to a pressure transducer coupled to an invasive blood pressure recording system, using appropriate software (Physiological Pressure Transducer; PowerLab 4/30; Chart Pro - ADInstruments Pty. Ltd). The experiments of intravenous injection of vasoconstrictor drugs were performed with anesthetized rats right after catheter implantation. A scheme of the experiments design are detailed in Figure 1.

Figure 1 Schematic study protocol: at 45 days of life, the rats were submitted to clip implantation (1K1C hypertension induction); on the next day, the smoker groups were exposed to cigarette smoke; at 60 days of life, blood pressure was measured by indirect means and atenolol treatment was started; approximately at 75 days of life, direct blood pressure experiments were performed. An example of pulsatile recording after epinephrine administration details how parameters were calculated.

Dose-Response Curves to Epinephrine and Felypressin

Exogenous epinephrine (Adren^®- HipolaborFarmacêuticaLtda - Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil) diluted in saline solution was injected at the doses of 80, 160, 320, 640 and 1,280 ng in bolus through tin venous catheter to obtain dose-response curves. Felypressin alone (Dentsply Pharmaceutical, Catanduva, São Paulo, Brazil) was used at doses of 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2 and 3mIU. Intravenous injections in random order were performed after a 3-min interval for each response to stabilize blood pressure. Animals were euthanized with intravenous injection of excessive doses of the anesthetic drug thiopental (Thiopentax^®, Cristália - Chemical and Pharmaceutical Products). The following parameters were analyzed using PAM values (PAM = 1/3 Systolic Pressure + 2/3 Diastolic Pressure): minimal hypotensive response, maximal hypertensive response and response duration. Duration was determined using global pressure alterations, since epinephrine has a complex blood pressure response where there is a hypertensive peak followed by hypotensive response and normalization; previous studies have clarified this pattern10. Heart rate was recorded 30 s after the injection during one min to avoid bias caused by longer duration or great blood pressure changes since the program used pulsatile pressure to determine these parameter. In order to compare epinephrine and felypressin, doses that corresponded to 1, 2, 4 and 8 local anesthetic cartridges which would have been administered to the rats, were used. The following formula was used: D = 18,000 (for epinephrine*) or 54 mIU (for felypressin*) x 4,286 x 10^-3 (a weight correction from humans (70 kg) to rats (300 g).

Statistics

For all groups, n = 6. The results were expressed as Mean ± Standard Deviation (SD) for data with normal distribution according to Kolmogorov-Smirnov test. In cases where normal distribution did not occur in one group or more, data were presented as Median ± interquartile interval.

When more than one response was obtained from the same animal, repeatd -measures one-way analysis of variance was used (Repeaed- measures One-Way ANOVA). To compare complete curves from two or more groups, repeaed- measures Two-Way analysis of variance was used (Repeaed- measures Two-Way ANOVA). When there was a significant difference between the doses in each curve or in independent groups and normal distribution, comparison was performed by Holm-Sidak’s or Tukeyhodtest. For non-parametric results, Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests were used. The level of significance in this study was set at 5% (p < 0.05). All tests were performed using STATISTICA Software (StatSoft South America).

Results

Basal blood pressure values during the first five minutes are summarized in Table 1 and used as the initial reference. Atenolol significantly reduced blood pressure in hypertensive animals, whose values were still significantly higher than in control animals.

Table 1 Basal values

		Weight (g)	Mean BP (mmHg)	Systolic BP (mmHg)	Diastolic BP (mmHg)	Heart rate (BPM)
Non-smoker	Normotensive	285.00 ± 25.09	112.7 (101.7-118.8)	140.5 (123.2-144.0)	99.6 (93.1-103.4)	210.5 (194.1-225.1)
	1K1C Hypertensive	297.83 ± 30.20	163.1 (155.3-177.7)^a	201.1 (188.3-231.9)^a	135.2 (127.9-148.6)^a	205.9 (196.2-248.9)
	1K1C Atenolol-Treated	215.00 ± 34.29^a	148.9 (136.1-163.4)^a.b	184.9 (175.3-201.2)^a.b	132.5 (119.3-142.8)^a.b	185.7 (176.5-207.7)
Smoker	Normotensive	302.50 ± 19.04	104.1 (93.6-112.4)	134.8 (119.2-145.2)	86.2 (81.6-95.8)	225.1 (206.2-249.4)
	1K1C Hypertensive	250.58 ± 16.21^c	156.6 (152.7-160.3)^a	194.35 (188.8-203.3)^a	129.7 (126.5-145.3)^a	219.7 (207.6-231.1)
	1K1C Atenolol-Treated	254.42 ± 21.86^c	126.2 (117.7-138.1)^a.b	153.5 (148.6-167.5)^a.b	106.1 (102.8-111.1)^a.b	212.6 (200.0-218.7)

Values of weight; basal values for mean, systolic, diastolic arterial pressure and heart rate obtained during the first five minutes for smoker and non-smoker normotensive, 1K1C hypertensive and 1K1C atenolol-treated groups (n = 12). Weight - Mean ± Standard Deviation. Arterial Pressure and Heart Rate - Median (25^th Percentile-75^th Percentile).

p < 0.05 compared with normotensive group.

p < 0.05 compared with hypertensive group

p < 0.05 compared with non-smoker respective group.

Maximal Hypertensive Response

Maximal hypertensive response curves for epinephrine and felypressin, smokers vs. non-smokers, are shown in Figure 2. Smoking significantly increased epinephrine maximal hypertensive responses in normotensive and atenolol-treated rats. Smoke significantly increased felypressin maximal hypertensive response only in the atenolol-treated group.

Figure 2 Maximal hypertensive response curves after intravenous injection in bolus of epinephrine (A) or felypressin (B) in control non-smoker normotensive and smoker normotensive rats, non-smoker 1K1C hypertensive and smoker 1K1C hypertensive, non-smoker 1K1C atenolol-treated and smoker 1K1C atenolol-treated rats. n = 6 for all groups. Median (25th Percentile-75th Percentile). *p < 0.05 vs non-smokers groups.

Minimal Hypotensive Response

Figure 3 shows epinephrine minimal hypotensive response curves. Smoke significantly reduced the hypotensive response in normotensive rats (p < 0.05). There was a significant reduction in vasodilator response in 1K1C atenolol-treated group after epinephrine administration. Felypressin, as expected, did now result in significant hypotensive response in the three studied groups (Figure 3B).

Figure 3 Minimal hypotensive response curves after intravenous injection in bolus of epinephrine in control non-smoker normotensive and smoker normotensive rats, non-smoker 1K1C hypertensive and smoker 1K1C hypertensive, non-smoker 1K1C atenolol-treated and smoker 1K1C atenolol treated rats. n = 6. Mean ± Standard Deviation. *p < 0.05 vs non-smokers groups.

Heart Rate

Epinephried caused a significant increase in heart rate in normotensive and 1K1C hypertensive rats when compared with basal values for each group, but smoking did not alter such effect (Figure 4A). 1K1C atenolol-treated rats showed no changes in this parameter, probably due to the antagonistic effect of atenolol on b₁-receptors. Felypressin showed a significant reduction in heart rate for non-smoker, normotensive rats when compared with basal values (Figure 4B). Smoke significantly increased heart rate only at 1 and 2 mIU doses of felypressin, when compared with non-smoker normotensive control rats.

Figure 4 Heart rate before and after intravenous injection in bolus of epinephrine (A) and felypressin (B) in control non-smoker normotensive and smoker normotensive rats, non-smoker 1K1C hypertensive and smoker 1K1C hypertensive, non-smoker 1K1C atenolol-treated and smoker 1K1C atenolol-treated rats. n = 6 for all groups. Median (25th Percentile-75th Percentile). *p < 0.05 vs non-smokers groups. ‡ p < 0.05 compared to basal values.

Response Duration

Response duration is described in Table 2. Felypressin showed a significantly longer duration of blood pressure responses than epinephrine in all studied groups.

Table 2 Response Duration

Number of cartridges	Normotensive				Hypertensive				Atenolol-treated rats
	Nonsmoker		Smoker		Nonsmoker		Smoker		Nonsmoker		Smoker
	Epinephrine	Felypressin	Epinephrine	Felypressin	Epinephrine	Felypressin	Epinephrine	Felypressin	Epinephrine	Felypressin	Epinephrine	Felypressin
1	453.5(412-517)	905.2(748,6-945)*	276.5(214-298)	908(880-948)*	297(278-333)	911.5(880-949)*	325.5(277-492)	818.5(610-876)*	291.5(260-352)	811(754-914)*	426(382-470)	692.5(552-738)*
2	427(399-471)	1,042(928.2-1118.9)*	268.5(256-302)	888.5(796-947)*	421(376-436)	979.5(934-1012)*	344(329-497)	875.5(771-972)*	398(345-444)	545(496-708)*	498(413-616)	960(920-976)*
4	445(378-466)	1,117(1,050-1,184.4)*	287(294-323)	1,004.5(876-1,086)*	422.5(351-464)	1,021(920-1,080)*	475(357-513)	954.5(882-1,042)*	415.5(380-453)	712(552-858)*	421(405-464)	938(783-1,111)*
8	455(423-506)	1,077.1(983-1,193)*	353(332-365)	1,066.5 (1,000-1,170)*	455(425-538)	1,032.5(1,011-1,229)*	472.5(400-507)	1,087(998-1,154)*	454(393-489)	946(800-1,103)*	511.5(479-586)	1,063.5(987-1,240)*

Response duration (in seconds) after intravascular administration of epinephrine or felypressin (dose contained in the corresponding number of local anesthetic cartridges) in smoker and non-smoker normotensive, 1K1C hypertensive and 1K1C atenolol-treated groups (n = 6 for all groups). Median (25^th Percentile-75^th Percentile).

p < 0.05 compared with epinephrine.

Comparison between Epinephrine and Felypressin

When comparing felypressin to epinephrine responses in each group, felypressin showed a reduced hypertensive effect on smoker normotensive, smoker 1K1C-atenolol treated and non-smoker 1KC -atenolol-treated rats (Figure 5). In smoker and non-smoker hypertensive rats, there was no significant difference between both vasoconstrictors. In non-smoker normotensive rats, felypressin resulted in a greater hypertensive effect when compared with epinephrine.

Figure 5 Comparison of maximal hypertensive response curves after intravenous injection in bolus of epinephrine and felypressin in control non-smoker normotensive, smoker normotensive rats, non-smoker 1K1C hypertensive, smoker 1K1C hypertensive, non-smoker 1K1C atenolol-treated and smoker 1K1C atenolol-treated rats. n = 6 for all groups. Median (25th Percentile-75th Percentile). *p < 0.05 in the comparison between drugs.

Discussion

We associated smoke with hypertension and atenolol treatment in an attempt to reproduce a multifactorial disease. In order to provide safety information about isolated use of vasoconstrictors via intravascular route, which cannot be tested in humans, our study aimed to test if epinephrine is contraindicated in the smoker and hypertensive population and to provide a safe alternative through the analyses of systemic effects. Epinephrine was used as the vasoconstrictor of choice for hypertensive patients according to the American Heart Association (AHA,9, compared to felypressin, less often studied and not associated with the sympathetic autonomous nervous system12.

Our data show that epinephrine maintained the same blood pressure responses, either in hypertensive smoker or hypertensive nonsmoker rats without atenolol treatment (Figures 2A and 3), but significantly increased heart rate (Figure 4A). However, in atenolol-treated non-smoker rats, the blood pressure response was higher compared with smokers. Considering all data about epinephrine safety in combination with local anesthetic use in the hypertensive population13, our results suggest that the hypertensive response to epinephrine in hypertensive smoker and non-smoker rats without atenolol treatment, remains unchanged. On the other hand, the hypertensive, smoker and atenolol-treated rats showed significantly higher blood pressure measurements when compared with non-treated animals.

It is still not clear if cigaretes smoking increases blood pressure values, as some studies indicted that it can potentiate family history and increase systolic, diastolic and mean arterial pressure value.6. In our study, the smokers groups did not show increased basal blood pressure values when compared with non-smokers (Table 1). Smoke exposure was carried out for 4 weeks, as expected, and this time was sufficient to alter vasoconstrictor response. Rats were submitted to an epinephrine or felypressin intravascular injection under ketamine/xylazine anesthesia; it was shown in a previous study by our group that such mixture reduced basal heart rate but did not alter blood pressure responses10.

Smoke and nicotine can act diversely; nicotine seems to reduce blood pressure when administered acutely, while cigaretes smoking products are associated with increased blood pressure value.7. Tobacco smoke sidestream reduces acetylcholine endothelium-dependent relaxation when compared to non-smokers.14 Our data show that epinephrine-induced hypertensive responses were increased in normotensive and atenolol-treated hypertensive smoker rats when compared to the non-smokers groups (Figure 2) and when compared to felypressin (Figure 5). Blood pressure is defined by cardiac output multiplied by vascular peripheral resistance. Felypressin injected by the intravenous route shows only a vasoconstrictor effect, increasing vascular resistance and leading to an increase in blood pressure values. Epinephrine, on the other hand shows vasoconstrictor and vasodilator, cardiac inotropic and chronotropic effects, leading to complex blood pressure responses after an intravenous injection. Vasodilation reduces hypertensive responses when global blood pressure is measured in and normotensive non-smoker rats showed the highest values of hypotensive response for the lowest doses of epinephrine (Figure 3), reducing hypertensive response when compared with felypressin (Figure 5). Felypressin presents less cardiac effects, but significantly reduced heart rate on normotensive non-smoker rats; such results are consistent with previous studies, where this vasoconstrictor response was associated with prilocaine,15 which was associated with coronary artery constriction and baroreflex.

There is a complex cardiovascular response to nicotine because of ganglionar nicotine receptors which influence autonomous sympathetic and parasympathetic nervous systems. This response includes increase in catecholamine release and altered lipids metabolism which explains increase in cardiovascular disease development on in smokes.8. According to the Third Report of National Cholesterol Education Program (NCEP), smoking cigarettes has a direct impact on atherosclerosis formation and increases cardiovascular disases risk.4 The association of hypertension and cigarettes smoking represents a delicate case for vasoconstrictor use. Felypressin response duration was significantly higher than epinephrine’s in all groups, which was expected since vasopressin half-life is approximately 17-35min,16 while epinephrine has a short half-life due to metabolism and synaptic reuptake.

Cigarette smoking increases blood vessel stiffness by different pathways, including oxidative stress increase of endothelin-1 production and formation of smooth muscle cell.17. Nicotine-free cigarette smoke extract administered by subcutaneous injection induced endothelial dysfunction, increased blood pressure values and reduced acetylcholine-induced vasodilatation.18 Although the chemical component responsible for epithelial dysfunction is not clear, cigarettes smoke extract reduces vascular relaxation by increasing oxidative stress and reducing NO bioavailability.19 Smokers also showed altered lipoprotein metabolism, increased levels of oxidized low density lipoprotein (LDL) which may contribute to vasoconstriction.

Chronic smoking impairs NO synthesis and enhances production of reactive oxygen species, while nicotine administration leads to hypertension due to increased sympathetic nervous system.2^,21 Our study showed a significantly reduced minimal hypotensive response on the smoker normotensive group (Figure 3). This reduced vasodilation caused by epinephrine may be related to the increase on the smooth muscle layer promoted by smoke. The heart rate effect was similar in both smoker and non-smoker groups.

Conclusion

Epinephrine and felypressin dosage corresponded to the content of 0.5 to 16 local anesthetic cartridges administered in bolus via intravascular route in hypertensive rats but there were no deaths. Our results support vasoconstrictor safety in associated vascular problems, mostly especially felypressin seems to be promising vasoconstrictor to smoker patients since there is no interaction with the sympathetic nervous system.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Elizandra P. M. Almeida, from Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo under the protocol number 10/2010. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013.

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Artigo Original

Impacto do Tabagismo Passivo na Resposta Pressórica à Epinefrina e Felipressina em Ratos Hipertensos 1K1C Tratados ou não com Atenolol

Fleury

Camila A.

1 Almeida

Elizandra P. M.

1 Dionisio

Thiago J.

1 Calvo

Adriana M.

0000-0002-0990-7106

Oliveira

Gabriela M.

1 Amaral

Sandra L.

0000-0002-2876-0955

Santos

Carlos F.

1 Faria

Flávio A. C.

1 Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo - Ciências Biológicas - Farmacologia, Bauru, SP - Brasil 2 Programa Conjunto de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - Departamento de Educação Física - Faculdade de Ciências - Universidade Estadual de São Paulo, Bauru, SP - Brasil

Correspondência: Carlos F. Santos, Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo - Ciências Biológicas - Farmacologia - Alameda Octávio Pinheiro Brisolla, 9-75. CEP 17012-901, Bauru, SP - Brasil. E-mail: cfsantos@fob.usp.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Fleury CA, Almeida EPM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC; Obtenção de dados, Análise e interpretação dos dados e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Fleury CA, Moretto E, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC; Análise estatística: Fleury CA, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Santos CF, Faria FAC; Redação do manuscrito: Fleury CA, Dionisio TJ, Calvo AM, Oliveira GM, Amaral SL, Santos CF, Faria FAC.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Resumo Fundamento:

O tabagismo geralmente está associado à hipertensão e pode modificar a resposta vasoconstritora.

Objetivo:

O presente estudo teve como objetivo analisar e comparar a interação do tabagismo passivo e hipertensão sobre os efeitos da epinefrina e felipressina na pressão arterial após injeção intravascular.

Métodos:

Ratos Wistar machos de 45 dias tiveram a artéria renal principal esquerda parcialmente obstruída e o rim direito removido (modelo 1K1C). Os ratos foram colocados na câmara para exposição ao tabagismo passivo (10 cigarros) durante 10 minutos (6 dias por semana). Ratos hipertensos receberam atenolol (90 mg/kg/dia) por gavagem durante duas semanas. A resposta hipotensora e hipertensiva, a duração da resposta e a frequência cardíaca foram registradas a partir da medida dos valores diretos da pressão arterial. O nível de significância foi de 5%.

Resultados:

O tabagismo passivo aumentou a resposta hipertensiva máxima à epinefrina em ratos normotensos e ratos 1K1C tratados com atenolol e à felipressina apenas em ratos 1K1C tratados com atenolol; também reduziu a resposta hipotensiva à epinefrina. A epinefrina aumentou a frequência cardíaca em ratos fumantes passivos ou não-fumantes, normotensos e hipertensos. Comparando os dois vasoconstritores, a epinefrina apresentou maior resposta hipertensiva em fumantes normotensos, ratos 1K1C fumantes e não fumantes tratados com atenolol. No entanto, em ratos normotensos e não fumantes, a felipressina apresentou um efeito hipertensivo maior e mais prolongado.

Conclusões:

Nossos resultados sugerem que o tabagismo passivo pode reduzir a vasodilatação da epinefrina e aumentar a resposta hipertensiva quando comparado à felipressina. Portanto, a felipressina pode ser segura para pacientes hipertensos, com o objetivo de evitar a interação entre taquicardia e atenolol, mas para pacientes normotensos e não-fumantes, a epinefrina pode ser mais segura que a felipressina.

Palavras-chave: Tabagismo Hipertensão Ratos Felipressina Epinefrina Atenolol Poluição por Fumaça de Tabaco Nicotina/efeitos adversos

Introdução

Drogas vasoconstritoras são essenciais para procedimentos odontológicos e médicos realizados sob anestesia local, uma vez que o anestésico local deve permanecer em contato com nervos sensíveis. Um único cartucho anestésico local administrado por via intravascular pode ser fatal.1 Portanto, os vasoconstritores também são utilizados para evitar sua absorção e efeitos adversos: convulsões, arritmia e parada cardíaca. Existem estudos indicando absorção de vasoconstritores e efeitos sistêmicos. A epinefrina pode ser detectada no plasma após a infiltração e pode aumentar a frequência cardíaca em indivíduos normais.2 Não há dados clínicos comparando a eficácia ou segurança da epinefrina e da felipressina, mas há evidências de que anestésicos locais isolados resultam em um controle da dor mais curto e de baixa qualidade.3

Os fármacos vasoconstritores apresentam efeitos sistêmicos que podem ser críticos em pacientes com doenças cardiovasculares: vasoconstrição coronariana, taquicardia, aumento da força de contração cardíaca etc. Esses efeitos estão relacionados à causa mais comum de morte no mundo moderno: ataque cardíaco, derrame e trombose; e os pacientes geralmente apresentam doenças multifatoriais. O tabagismo e a hipertensão estão incluídos no algoritmo do Programa Nacional de Educação em Colesterol para prever o risco de doenças cardiovasculares, tratando ambos como causas modificáveis de aterosclerose nos esforços de prevenção.4 A OMS estima que a prevalência global de adultos que fumam qualquer produto de tabaco é de 36% para homens adultos e 8% para mulheres adultas.5

O número de cigarros apresenta correlação positiva com valores mais altos da pressão arterial, mas não com a frequência cardíaca.6 A nicotina também afeta o sistema nervoso autônomo, com um efeito diferente dos cigarros.7 A liberação de catecolaminas e lipoproteínas ateroscleróticas estão aumentados nos níveis sanguíneos de pacientes fumantes. Portanto, as drogas vasoativas presentes alteram a resposta vascular de fumantes, uma vez que a via do óxido nítrico (NO) e os sistemas adrenérgicos e colinérgicos são afetados.8 Embora a epinefrina seja considerada a droga vasoconstritora mais segura para pacientes com doença cardiovascular pela American Dental Association,9 os pacientes em tratamento com betabloqueador que fumam cigarros devem ser tratados de maneira diferente.

A felipressina pode ser um vasoconstritor alternativo seguro nessas populações, uma vez que é um vasoconstritor não-adrenérgico. Não há relato de interação entre tabagismo e vasopressina. Um estudo anterior demonstrou efeito hipertensivo reduzido da felipressina em ratos tratados com atenolol.10 Para aumentar o conhecimento sobre a segurança da epinefrina e da felipressina, este estudo tentou testá-las com administração intravascular isolada para simular o erro máximo na anestesia local, fornecendo informações para a formulação de soluções anestésicas locais mais seguras. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar e comparar os efeitos da injeção direta intravenosa de epinefrina e felipressina na pressão sanguínea de ratos fumantes ou não fumantes, normotensos, hipertensos, e hipertensos tratados com atenolol.

Métodos

Para o presente estudo, todas as regras para pesquisa com animais foram revisadas e aprovadas antes das experiências pelo comitê de ética institucional (protocolo nº 010/2010). Ratos machos Wistar pesando de 140 a 320 g, fornecidos pelo biotério da Faculdade de Odontologia de Bauru, foram utilizados em todos os grupos deste estudo.

O método experimental de hipertensão, medidas arteriais indiretas e diretas da PA foram realizadas conforme descrito anteriormente.10 Todos os ratos receberam dieta normal, acesso livre a água e alimentos e foram submetidos a 12 horas de ciclo claro/escuro. Ratos pesando de 110 a 150 g foram anestesiados com injeção de ketamina (50 mg/kg de peso, im, Dopalen^® - Sespo Indústria e Comércio Ltda., Divisão Vetbrands de Saúde Animal - Jacareí, São Paulo, Brasil) mais xilazina (10 mg/kg de peso, im, Anasedan^® - Sespo). A artéria renal esquerda foi isolada e um clipe de prata de 0,25 mm foi instalado ao seu redor, e o rim direito foi completamente removido. Foram injetados 40.000 UI de antibiótico para animais de pequeno porte (Fontoura Wyeth S.A. - São Bernardo do Campo, São Paulo, Brasil). Vale ressaltar que a cirurgia para implante dos clipes nas artérias renais foi realizada em 10 animais por grupo, ou seja, 120 ratos. No entanto, cada grupo foi constituído por 6 animais, já que parte dos ratos não apresentava pressão arterial sistólica acima de 150 mmHg. Portanto, 72 foi o número total de animais utilizados no estudo e não houve critérios para a definição desta amostra, sendo definida por conveniência.

Método de Tabagismo Passivo

O tabagismo passivo foi realizado com base em estudos prévios de indução de enfisema.11 Um dia após a indução da hipertensão, os ratos foram intoxicados 1 vez ao dia (10 cigarros por período de exposição) 6 dias por semana. O protocolo de exposição consistiu em confinar 10 ratos na câmara de inalação durante 10 minutos com ventilação por ar comprimido (10 L/min).

Medidas Indiretas e Diretas da Pressão Arterial

Os ratos 1K1C foram aquecidos em gaiolas individuais com resistência elétrica e manguitos pneumáticos foram instalados na cauda e conectados a um sistema digital para registro indireto da pressão arterial (Physiological Pressure Transducer, ADInstruments Pty. Ltd. - Dunedin, Otago, Nova Zelândia). Os ratos que apresentaram pressão arterial sistólica igual ou superior a 150 mmHg em medida indireta 15 dias após a cirurgia com clipe foram aceitos no grupo hipertenso ou tratados com atenolol (90 mg/kg/dia; Cristália Produtos Químicos e Farmacêuticos - Itapira, São Paulo, Brasil) administrado por gavagem em 1 mL por 2 semanas.

Todos os grupos tiveram a pressão arterial direta medida de 28 a 35 dias após a cirurgia com clipe, ou tempo equivalente no grupo controle: após anestesia com ketamina/xilazina, um cateter de polietileno PE-50 (Clay Adams - Franklin Lakes, Nova Jersey, EUA) com solução salina com a extremidade externa ocluída, foi implantado na artéria carótida esquerda e na veia jugular direita. O cateter arterial foi conectado a um transdutor de pressão acoplado ao sistema de registro invasivo da pressão arterial, utilizando o software apropriado (Physiological Pressure Transducer; PowerLab 4/30; Chart Pro - ADInstruments Pty. Ltd). Os experimentos de injeção intravenosa de drogas vasoconstritoras foram realizados com ratos anestesiados logo após o implante do cateter. Um esquema do experimento é detalhado na Figura 1.

Figura 1 Protocolo esquemático do estudo: ratos com 45 dias de idade foram submetidos a implante de clipe (indução de hipertensão 1K1C); no dia seguinte, os grupos de fumantes foram expostos à fumaça do cigarro; aos 60 dias de vida, a pressão arterial foi medida por meios indiretos e o tratamento com atenolol foi iniciado; aproximadamente aos 75 dias de vida foram realizados experimentos diretos de pressão arterial. Um exemplo do registro pulsátil após a administração de epinefrina detalha como os parâmetros foram calculados.

Curvas Dose-Resposta à Epinefrina e Felipressina

Epinefrina exógena (Adren^® - Hipolabor Farmacêutica Ltda - Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil), diluída em solução salina, foi injetada em doses de 80, 160, 320, 640 e 1.280 ng em bolus através do cateter venoso para a obtenção das curvas dose-resposta. A felipressina isolada (Dentsply Farmacêutica, Catanduva, São Paulo, Brasil) foi utilizada em doses de 0,125, 0,25, 0,5, 1, 2 e 3 mUI. Injeções intravenosas em ordem aleatória foram realizadas após um intervalo de 3 minutos para cada resposta para estabilizar a pressão arterial. Os animais foram sacrificados com injeção intravenosa de doses excessivas do anestésico tiopental (Thiopentax^®, Cristália - Produtos Químicos e Farmacêuticos). Os seguintes parâmetros foram analisados utilizando os valores de PAM (PAM = 1/3 da Pressão Sistólica + 2/3 da Pressão Diastólica): resposta hipotensiva mínima, resposta hipertensiva máxima e duração da resposta. A duração foi determinada utilizando alterações pressóricas globais, uma vez que a epinefrina apresenta uma resposta complexa à pressão arterial onde há um pico hipertensivo seguido de resposta hipotensora e normalização; estudos anteriores esclareceram esse padrão.10 A frequência cardíaca foi registrada 30s após a injeção, durante um minuto, para evitar viés causado por maior duração ou grandes alterações da pressão arterial, uma vez que o programa utilizou a pressão pulsátil para determinar esses parâmetros. Para comparar a epinefrina e a felipressina, foram utilizadas doses correspondentes a 1, 2, 4 e 8 cartuchos de anestésico local que seriam administrados aos ratos. Utilizou-se a seguinte fórmula: D = 18.000 (para epinefrina*) ou 54 mUI (para felipressina*) x 4.286 x 10^-3 (uma correção de peso de humanos (70 kg) para ratos (300 g).

Estatística

Para todos os grupos, n = 6. Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão (DP) para dados com distribuição normal de acordo com o teste de Kolmogorov-Smirnov. Nos casos em que a distribuição normal não ocorreu em um grupo ou mais, os dados foram apresentados como mediana ± intervalo interquartil.

Quando mais de uma resposta foi obtida do mesmo animal, foi utilizada a análise de variância de uma via para medidas repetidas (ANOVA de uma via para medidas repetidas). Para comparar curvas completas de dois ou mais grupos, foi utilizada a análise de variância de duas vias para medidas repetidas (ANOVA de duas vias para medidas repetidas). Quando houve diferença significativa entre as doses em cada curva ou em grupos independentes e distribuição normal, a comparação foi realizada pelo método de Holm-Sidak ou Tukey. Para resultados não paramétricos, foram utilizados os testes de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis. O nível de significância neste estudo foi estabelecido em 5% (p < 0,05). Todos os testes foram realizados utilizando-se o software STATISTICA (StatSoft South América).

Resultados

Os valores básicos da pressão arterial durante os primeiros cinco minutos estão resumidos na Tabela 1, e foram usados como referência inicial. O atenolol reduziu de forma significativa a pressão arterial em animais hipertensos, cujos valores ainda eram significantemente mais altos do que nos animais controle.

Tabela 1 Valores basais

		Peso (g)	PA média (mmHg)	PA sistólica (mmHg)	PA diastólica (mmHg)	Frequência cardíaca (BPM)
Não fumante	Normotenso	285,00 ± 25,09	112,7 (101,7-118,8)	140,5 (123,2-144,0)	99,6 (93,1-103,4)	210,5 (194,1-225,1)
	1K1C hipertenso	297,83 ± 30,20	163,1 (155,3-177,7)^a	201,1 (188,3-231,9)^a	135,2 (127,9-148,6)^a	205,9 (196,2-248,9)
	1K1C tratado com Atenolol	215,00 ± 34,29^a	148,9 (136,1-163,4)^a,b	184,9 (175,3-201,2)^a,b	132,5 (119,3-142,8)^a,b	185,7 (176,5-207,7)
Fumante	Normotenso	302,50 ± 19,04	104,1 (93,6-112,4)	134,8 (119,2-145,2)	86,2 (81,6-95,8)	225,1 (206,2-249,4)
	1K1C hipertenso	250,58 ± 16,21^c	156,6 (152,7-160,3)^a	194,35 (188,8-203,3)^a	129,7 (126,5-145,3)^a	219,7 (207,6-231,1)
	1K1C tratado com Atenolol	254,42 ± 21,86^c	126,2 (117,7-138,1)^a,b	153,5 (148,6-167,5)^a,b	106,1 (102,8-111,1)^a,b	212,6 (200,0-218,7)

Peso - Média ± Desvio Padrão. Pressão Arterial e Frequência Cardíaca - Mediana (percentil 25º-75º). p < 0,05 comparado ao grupo normotenso. b p < 0,05 comparado ao grupo hipertenso. c p < 0,05 comparado com o respectivo grupo de não fumantes.

Resposta Hipertensiva Máxima

As curvas de resposta hipertensiva máxima para epinefrina e felipressina, em fumantes versus não fumantes, são mostradas na Figura 2. O fumo aumentou significativamente as respostas hipertensivas máximas à epinefrina em ratos normotensos e tratados com atenolol. O fumo aumentou de forma significativa a resposta hipertensiva máxima à felipressina apenas no grupo tratado com atenolol.

Figura 2 Curvas de resposta hipertensiva máxima após injeção intravenosa em bolus de epinefrina (A) ou felipressina (B) em ratos normotensos não-fumantes e normotensos fumantes, 1K1C hipertensos não-fumantes e 1K1C hipertensos fumantes, 1K1C não-fumantes tratados com atenolol e 1K1C fumantes tratados com atenolol. n = 6 para todos os grupos. Mediana (25º percentil-75º percentil). *p < 0,05 vs. grupos não fumantes.

Resposta Hipotensiva Mínima

A Figura 3 mostra as curvas de resposta hipotensiva mínima à epinefrina. O fumo reduziu significativamente a resposta hipotensiva em ratos normotensos (p < 0,05). Houve uma redução significativa na resposta ao vasodilatador no grupo 1K1C tratado com atenolol após a administração de epinefrina. A felipressina, como esperado, não apresentou resposta hipotensiva significativa nos três grupos estudados (Figura 3B).

Figura 3 Curvas de resposta hipotensiva mínima após injeção intravenosa em bolus de adrenalina em ratos controle não-fumantes e fumantes normotensos, 1K1C hipertensos não-fumantes e 1K1C hipertensos fumantes, 1K1C não fumantes tratados com atenolol e 1K1C fumantes tratados com atenolol. n = 6 Média ± desvio padrão. *p < 0,05 vs. grupos não fumantes.

Frequência Cardíaca

A epinefrina causou um aumento significativo da frequência cardíaca em ratos normotensos e hipertensos 1K1C quando comparados aos valores basais de cada grupo, mas o fumo não alterou esse efeito (Figura 4A). Os ratos 1K1C tratados com atenolol não apresentaram alterações nesse parâmetro, provavelmente devido ao efeito antagonista do atenolol nos receptores β1. A felipressina mostrou redução significativa da frequência cardíaca em ratos normotensos não fumantes quando comparados com os valores basais (Figura 4B). O fumo aumentou significativamente a frequência cardíaca apenas em doses de 1 e 2 mUI de felipressina, quando comparado ao controle normotenso não fumante.

Figura 4 Frequência cardíaca antes e depois da injeção via intravenosa em bolus de epinefrina (A) e felipressina (B) em ratos não-fumantes normotensos e fumantes normotensos, 1K1C hipertensos não-fumantes e 1K1C hipertensos fumantes, 1K1C não fumantes tratados com atenolol e 1K1C fumantes tratados com atenolol. n = 6 para todos os grupos. Mediana (25º percentil-75º percentil). *p < 0,05 vs. grupos não fumantes. ‡ p < 0,05 comparado aos valores basais.

Duração da Resposta

A duração da resposta está descrita na Tabela 2. A felipressina apresentou uma duração significativamente maior das respostas de pressão arterial do que a epinefrina em todos os grupos estudados.

Tabela 2 Duração da resposta

Número de cartuchos	Normotenso				Hipertenso				Ratos tratados com atenolol
	Não fumante		Fumante		Não fumante		Fumante		Não fumante		Fumante
	Epinefrina	Felipressina	Epinefrina	Felipressina	Epinefrina	Felipressina	Epinefrina	Felipressina	Epinefrina	Felipressina	Epinefrina	Felipressina
1	453,5(412-517)	905,2(748,6-945)*	276,5(214-298)	908(880-948)*	297(278-333)	911,5(880-949)*	325,5 (277-492)	818,5(610-876)*	291,5 (260-352)	811(754-914)*	426(382-470)	692,5(552-738)*
2	427(399-471)	1.042(928,2-1.118,9)*	268,5(256-302)	888,5(796-947)*	421(376-436)	979,5(934-1012)*	344(329-497)	875,5(771-972)*	398(345-444)	545(496-708)*	498(413-616)	960(920-976)*
4	445(378-466)	1.117(1,050-1.184,4)*	287(294-323)	1.004,5(876-1.086)*	422,5 (351-464)	1.021(920-1.080)*	475(357-513)	954,5(882-1,042)*	415,5 (380-453)	712(552-858)*	421(405-464)	938(783-1.111)*
8	455(423-506)	1.077,1(983-1.193)*	353(332-365)	1.066,5(1.000-1.170)*	455(425-538)	1.032,5(1.011-1.229)*	472,5 (400-507)	1.087(998-1.154)*	454(393-489)	946(800-1,103)*	511,5(479-586)	1.063,5(987-1.240)*

Duração da resposta (em segundos) após a administração intravascular de epinefrina ou felipressina (dose contida no número correspondente de cartuchos de anestésico local) nos grupos fumantes e não fumantes normotensos, 1K1C hipertensos e 1K1C atenolol (n = 6 para todos os grupos). Mediana (25º percentil-75º percentil).

p < 0,05 em comparação com epinefrina.

Comparação entre Epinefrina e Felipressina

Ao comparar as respostas da felipressina à epinefrina em cada grupo, a felipressina apresentou efeito hipertensivo reduzido nos ratos fumantes normotensos, ratos fumantes 1K1C tratados com atenolol e em não-fumantes 1K1C tratados com atenolol (Figura 5). Nos ratos hipertensos fumantes e não fumantes, não houve diferença significativa entre os dois vasoconstritores. Em ratos normotensos não fumantes, a felipressina resultou em maior efeito hipertensivo em comparação com a epinefrina.

Figura 5 Comparação das curvas máximas de resposta hipertensiva após injeção intravenosa em bolus de epinefrina e felipressina em ratos não fumantes normotensos controles, ratos fumantes normotensos, 1K1C hipertensos não fumantes, 1K1C hipertensos fumantes, 1K1C não-fumantes tratados com atenolol e 1K1C fumantes tratados com atenolol. n = 6 para todos os grupos. Mediana (25º percentil-75º percentil). *p < 0,05 na comparação entre os medicamentos.

Discussão

Associamos o fumo à hipertensão e ao tratamento com atenolol na tentativa de reproduzir uma doença multifatorial. Com o objetivo de fornecer informações de segurança sobre o uso isolado de vasoconstritores administrados por via intravascular, os quais não podem ser testados em seres humanos, nosso estudo teve como finalidade testar se a epinefrina é contraindicada na população de fumantes e hipertensos e fornecer uma alternativa segura através da análise de efeitos sistêmicos. A epinefrina foi utilizada como vasoconstritor de escolha em pacientes hipertensos, segundo a American Heart Association (AHA),9 em comparação à felipressina, menos estudada e não relacionada ao sistema nervoso autônomo simpático.12

Nossos dados mostram que a epinefrina manteve as mesmas respostas à pressão arterial, em ratos fumantes hipertensos ou não-fumantes hipertensos sem tratamento com atenolol (Figuras 2A e 3), mas aumentou significativamente a frequência cardíaca (Figura 4A). Contudo, em ratos não-fumantes tratados com atenolol, a resposta da pressão arterial foi mais elevada em comparação com os fumantes. Considerando todos os dados sobre segurança da epinefrina em combinação com anestésico local na população hipertensa,13 nossos resultados sugerem que a resposta hipertensiva à epinefrina em ratos fumantes e não-fumantes hipertensos sem tratamento com atenolol permanece inalterada. Por outro lado, os ratos hipertensos, fumantes e tratados com atenolol, apresentaram medidas da pressão arterial significativamente maiores em comparação aos animais não tratados.

Ainda não está claro se o tabagismo aumenta os valores da pressão arterial, pois alguns estudos indicaram que o fumo pode potencializar um histórico familiar e aumentar os valores da pressão arterial sistólica, diastólica e média arterial.6 Em nosso estudo, os grupos de fumantes não apresentaram valores basais da pressão arterial aumentados em comparação com os não-fumantes (Tabela 1). A exposição ao fumo foi realizada durante 4 semanas, conforme o esperado, e esse tempo foi suficiente para alterar a resposta vasoconstritora. Os ratos foram submetidos à injeção intravascular de epinefrina ou felipressina sob anestesia com ketamina/xilazina; em um estudo anterior do nosso grupo discutiu-se que essa mistura reduzia a frequência cardíaca basal, mas não alterava as respostas da pressão arterial.10

A fumaça e a nicotina podem agir de maneira diversa; a nicotina parece reduzir a pressão sanguínea quando administrada agudamente, enquanto os produtos do fumo estão associados a valores aumentados da pressão arterial.7 O fumo passivo reduz o relaxamento do endotélio dependente da acetilcolina quando comparado ao não fumante.14 Nossos dados mostram que as respostas hipertensivas à epinefrina aumentaram em ratos fumantes normotensos e hipertensos tratados com e atenolol quando comparados aos grupos não-fumantes (Figura 2) e quando comparados à felipressina (Figura 5). A pressão arterial é definida pelo débito cardíaco multiplicado pela resistência periférica vascular. A felipressina injetada por via intravenosa apresenta apenas efeito vasoconstritor, aumentando a resistência vascular e levando ao aumento dos valores pressóricos. A epinefrina, por outro lado, apresenta efeitos vasoconstritores e vasodilatadores, efeitos inotrópicos e cronotrópicos cardíacos, levando a respostas complexas da pressão arterial após injeção intravenosa. A vasodilatação reduz as respostas hipertensivas quando a pressão arterial global é medida, e ratos não-fumantes normotensos mostraram os maiores valores de resposta hipotensiva para as doses mais baixas de epinefrina (Figura 3), reduzindo a resposta hipertensiva quando comparada à felipressina (Figura 5). A felipressina apresenta menos efeitos cardíacos, mas reduziu significativamente a frequência cardíaca em ratos não-fumantes normotensos; tais resultados são consistentes com estudos anteriores em que essa resposta vasoconstritora estava associada à prilocaína,15 relacionada à constrição da artéria coronária e barorreflexo.

Há uma resposta cardiovascular complexa à nicotina, devido aos receptores ganglionares de nicotina que influenciam o sistema nervoso simpático e parassimpático autônomo. Essa resposta inclui aumento da liberação de catecolaminas e metabolismo lipídico alterado, o que explica o aumento do desenvolvimento de doenças cardiovasculares em fumantes.8 De acordo com o Terceiro Relatório do Programa Nacional de Educação em Colesterol (PNEC), o tabagismo tem impacto direto na formação de aterosclerose e aumenta o risco de doenças cardiovasculares.4 A associação entre hipertensão e tabagismo representa um caso delicado para o uso de vasoconstritores. A duração da resposta da felipressina foi significativamente maior que a da epinefrina em todos os grupos, o que era esperado, pois a meia-vida da vasopressina é de aproximadamente 17-35min,16 enquanto a epinefrina apresenta meia-vida curta devido ao metabolismo e à recaptação sináptica.

O tabagismo aumenta a rigidez dos vasos sanguíneos por diferentes vias, incluindo estresse oxidativo, aumento da produção de endotelina-1 e formação de células musculares lisas.17 O extrato de fumaça de cigarro sem nicotina, administrado por injeção subcutânea, induziu disfunção do endotélio, aumentu os valores da pressão arterial e reduziu a vasodilatação induzida por acetilcolina.18 Embora o componente químico responsável pela disfunção epitelial não esteja claro, o extrato de fumaça de cigarros reduz o relaxamento vascular, aumentando o estresse oxidativo e reduzindo a biodisponibilidade de NO.19 Os fumantes também apresentaram metabolismo lipoproteico alterado e níveis aumentados de lipoproteína de baixa densidade (LDL) oxidada, os quais podem contribuir para a vasoconstrição.

O tabagismo crônico prejudica a síntese de NO e aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio, enquanto a administração de nicotina leva à hipertensão devido ao aumento do tônus do sistema nervoso simpático.20^,21 Nosso estudo mostrou uma resposta hipotensiva mínima reduzida significativa no grupo normotenso e fumante (Figura 3). Essa redução da vasodilatação provocada pela epinefrina pode estar relacionada ao aumento da camada muscular lisa promovida pela fumaça. O efeito da frequência cardíaca foi semelhante nos grupos de fumantes e não-fumantes.

Conclusão

As dosagens de epinefrina e felipressina corresponderam ao conteúdo de 0,5 a 16 cartuchos de anestésico local administrados em bolus por via intravascular em ratos hipertensos, mas não houve óbito. Nossos resultados apoiam a segurança vasoconstritora com problemas vasculares associados, e principalmente a felipressina parece ser um vasoconstritor promissor para pacientes fumantes, uma vez que não há interação com o sistema nervoso simpático.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Elizandra P. M. Almeida pela Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Faculdade de Odontologia de Bauru - Universidade de São Paulo sob o número de protocolo 10/2010. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013.