RESUMO
JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS A literatura sugere que a enzima óxido nítrico sintase (NOS) desempenha um papel importante tanto na doença periodontal (DP) quanto na dor orofacial (DOF), embora poucos estudos associem estas duas condições simultaneamente. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão da NOS em pacientes com DP e DOF em comparação a controles sem estas condições.
CONTEÚDO Foram consultadas as bases de dados eletrônicas (Pubmed, Web of Science, Scopus, Cochrane Library, BBO, Lilacs e Clinical Trial) para identificar os estudos potencialmente relevantes publicados até abril de 2021. As pesquisas resultaram em 1.960 estudos, dos quais 11 foram selecionados para serem avaliados criticamente. Os critérios definidos na questão PECO (População, Exposição, Comparação e Desfecho) foram usados para selecionar títulos e resumos por dois revisores independentes. A avaliação metodológica dos estudos selecionados foi realizada de acordo com a ferramenta Effective Public Health Practice Project (EPHPP).
CONCLUSÃO As evidências científicas demonstraram que a NOS desempenha um importante papel na patogênese da DP e da DOF, já que sua expressão está aumentada em pacientes com estas condições. Porém, estudos genéticos sobre mutações dos genes do óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) em pacientes com migrânea e cefaleia em salvas não evidenciaram a esperada suscetibilidade a dor. Além disso, estudos sobre a associação da expressão da NOS na DP e na DOF, ocorrendo simultaneamente, são escassos. Este estudo pode subsidiar futuras pesquisas sobre NOS na correlação de duas doenças muito frequentes como a DP e a DOF.
Descritores:
Doença periodontal; Dor orofacial; Óxido nítrico; Óxido nítrico sintase
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES The literature suggests that the enzyme nitric oxide synthase (NOS) plays an important role in both periodontal disease (PD) and orofacial pain (OP), although few studies associate these two conditions simultaneously. The objective of this study was to evaluate the expression of the NOS enzyme in PD and OP, in comparison to those patients who did not present PD and/or OP.
CONTENTS Seven electronic databases (Pubmed, Web of science, Scopus, Cochrane Library, BBO, LILACS, Clinical trial) were used to identify the potentially relevant studies published until April 2021. The research resulted in 1,960 studies, of which 11 were selected to be critically evaluated. Two independent reviewers selected titles and abstracts using the criteria defined in the PECO question (Population, Exposure, Comparison, Outcome). The methodological evaluation of the selected studies was carried out according to the Effective Public Health Practice Project (EPHPP).
CONCLUSION: Scientific evidence demonstrated that NOS may play a key role in the pathogenesis of PD and OP, since its expression is increased in patients with these conditions. However, genetic studies on endothelial nitric oxide synthase (eNOS) gene mutations in patients with migraine and cluster headache did not indicate the expected susceptibility to pain. In addition, studies on the association of NOS expression in PD and OP, occurring simultaneously, are scarce. This review may support future research on NOS in two very common correlated diseases such as PD and OP.
Keywords:
Orofacial pain; Nitric oxide; Nitric oxide synthase; Periodontal diseases
INTRODUÇÃO
A doença periodontal (DP) é uma condição imunoinflamatória infecciosa com uma etiologia multifatorial na população adulta1. A relação da DP com algumas condições sistêmicas, tais como doenças cardiovasculares, metabólicas e neurovasculares, já foi previamente demonstrada2-5. Fatores microbianos e fatores derivados da resposta do hospedeiro, incluindo várias enzimas, como o óxido nítrico sintase (NOS), estão associadas com a destruição do periodonto6,7. Outra condição comum na população em geral é a dor orofacial (DOF)8. Seu controle e tratamento dependem de um diagnóstico preciso9. Geralmente, o termo “dor orofacial” refere-se a condições dolorosas relacionadas às estruturas da cavidade oral e da própria face, incluindo condições dolorosas associadas aos tecidos moles e duros da cabeça e do pescoço, bem como todas as estruturas que formam a cavidade bucal10.
Há vários mediadores inflamatórios relacionados tanto à dor quanto à DP, tais como interleucinas, prostaglandinas e alguns neurotransmissores não adrenérgicos e não colinérgicos (NANC)11. O óxido nítrico (NO) é uma molécula gasosa que é gerada durante a conversão do aminoácido L-arginina em L-citrulina por NOS, que consiste em duas isoformas constitutivas, incluindo tanto a NOS endotelial (eNOS) quanto a NOS neuronal (nNOS), assim como uma isoforma gerada por diferentes estímulos: a NOS induzível (iNOS). NO é uma molécula reativa lábil que se oxida rapidamente em produtos finais de nitrato e nitrito. As evidências científicas apontam para sua participação nos mecanismos fisiopatológicos da dor e da DP1-8.
A isoforma induzível (iNOS) produz quantidades substanciais de NO quando estimulada por muitas citocinas pró-inflamatórias e é expressa em vários tipos de células inflamatórias12. A isoforma da eNOS libera NO do endotélio, causando relaxamento muscular suave13, e a nNOS é expressa por neurônios e está envolvida em neurotransmissão e funções neuroendócrinas14.
Apesar de muitas evidências da participação desta enzima e seus produtos na dor e na DP, existem poucos estudos de associação que investigam sua expressão em ambas as condições e que permitem desenvolver um raciocínio crítico sobre a plausibilidade biológica da inter-relação entre eles.
CONTEÚDO
Esta revisão sistemática abordou a seguinte questão: “Qual é a relação da enzima óxido nítrico sintase com a Doença Periodontal e a Dor Orofacial”? A pergunta PECO (P = População, E = Exposição, C = Comparação e O = Outcome/Desfecho) foi: pacientes com DP e/ou DOF, expressão do óxido nítrico sintase em pacientes com DP e DOF, pacientes sem DP e DOF e expressão mais elevada da enzima óxido nítrico sintase na DP e DOF respectivamente.
Os critérios de inclusão foram estudos clínicos, com controle de caso, de coorte, ou estudos transversais; população adulta; correlação entre a NOS em pacientes com DP e/ou DOF.
Os critérios de exclusão foram relatos de casos, revisões de literatura, estudos sem análises estatísticas, estudos com crianças, estudos com outras doenças e carta ao leitor. A pesquisa foi realizada em sete bancos de dados eletrônicos (Pubmed, Web of Science, Scopus, Cochrane Library, BBO, LILACS e Clinical Trial) até abril de 2021, usando as palavras-chave: periodontal disease, nitric oxide synthase, nitric oxide and orofacial pain. Uma pesquisa na literatura cinzenta foi realizada por meio do mecanismo de busca Google Scholar. Não foram colocadas restrições quanto ao ano de publicação e idiomas.
Além disso, foi realizada uma pesquisa manual na lista de referência dos estudos incluídos. No total, foram obtidos 1.960 artigos. Após remoção dos duplicados, 991 títulos e resumos foram submetidos à primeira calibração, completada por dois revisores independentes que leram uma amostra de 10% dos estudos.
Após obter um nível de concordância substancial (Kappa) de 1, os revisores independentes leram todos os estudos restantes. Após esta primeira seleção, 74 estudos foram selecionados para serem lidos na íntegra. Destes, 63 foram excluídos por não atenderem aos critérios de inclusão. Discordâncias foram resolvidas por consenso e discussão com um terceiro revisor.
O estudo foi registrado no Registro Prospectivo Internacional para Revisão Sistemática (PROSPERO) sob o número de registro CRD42018093246. Este relatório está de acordo com as diretrizes do Preferred Report Items for Systematic Reviews and Meta-analyzes (PRISMA).
Avaliação da qualidade
Dois revisores independentes avaliaram os artigos selecionados por meio da ferramenta Effective Public Health Practice Project (EPHPP), instrumento criado para avaliar a qualidade de artigos em uma ampla gama de tópicos relacionados à saúde e incluir parâmetros que poderiam ser abordados com propósito científico e universalmente aplicáveis a qualquer tópico de saúde15. Foram avaliados os seguintes parâmetros: viés de seleção, desenho do estudo, fatores de confusão, cegamento, métodos de coleta de dados e retirada de dados. Cada item pode ser avaliado nos seguintes índices: forte, moderado, fraco e não aplicável a alguns casos.
RESULTADOS
Ao final do processo de seleção, 11 artigos foram obtidos. Nove estudos observaram a expressão de NOS e/ou NO por meio de estudos clínicos e laboratoriais7,14,16-22.
Os parâmetros metodológicos utilizados para avaliar a condição periodontal foram os seguintes: PI = índice de placa (%), CEJ = junção cementoesmalte, GI = índice gengival, BP = sangramento na sondagem (%), CAL = nível de fixação clínica (mm), PCS = profundidade clinica de sondagem (mm). Quanto a estudos de laboratório, foram descritas as biópsias gengivais incisionais e testes de laboratório por imuno-histoquímica. Desta forma, foi analisada a presença de alguma isoforma de NOS na DP.
Por outro lado, os parâmetros para avaliar DOF seguiram os critérios da International Headache Society (IHS), da Visual Analog Scale (VAS) e da MIDAS (avaliação de incapacidade por migrânea). Além disso, os estudos incluíram uma análise do óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), óxido nítrico sintase induzível (iNOS) e óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) no soro de pacientes com DOF. Dos 11 artigos incluídos nesta revisão sistemática, 5 estudos analisaram a expressão de NOS e/ou NO e seus metabólitos na DP3,7,19-21 e outros 5 estudos quantificaram a expressão de NOS, NO e metabólitos na DOF14,17,18,22,24. Apenas um artigo revelou a expressão de NOS simultaneamente em pacientes com DP e DOF16.
Resultados sobre a expressão da NOS na doença periodontal
Os dados revelaram uma maior expressão de iNOS19,21, eNOS7 na gengiva e NOS solúvel no soro20 de pacientes com DP quando comparados aos pacientes saudáveis.
Ademais, os pacientes com periodontite tinham uma expressão mais alta de iNOS antes do tratamento periodontal. Além disso, a expressão da iNOS é maior em locais submetidos a procedimentos de escalonamento e planejamento radicular do que naqueles submetidos a procedimentos cirúrgicos periodontais (retalho de Widman modificado)23. Arginase, que reduz a produção de NO pela diminuição da concentração intracelular de arginina, aumentou após o tratamento periodontal23. A tabela 1 mostra os estudos sobre a expressão da enzima NOS relacionada à DP.
Descobertas sobre óxido nítrico em dor orofacial
As descobertas revelaram uma participação potencial do NO em processos orofaciais dolorosos. Estudos sobre o estresse oxidativo associado à migrânea mostraram que houve um aumento do estresse de óxido nítrico quando comparado ao grupo controle17. Além disso, há evidências sobre disfunção da eNOS, um vasodilatador derivado do endotélio que causa alterações no fluxo sanguíneo em pacientes com migrânea22.
Por outro lado, por meio de análise genética em um estudo com 337 pacientes com migrânea e 341 indivíduos saudáveis, a distribuição dos genes promotores do eNOS não foi diferente entre os grupos clínicos18. Além disso, outro experimento genético com alelos de NOS mostrou que as variações genéticas dos três genes da NOS não contribuem para a suscetibilidade à cefaleia14. No entanto, adverte sobre a complexidade dos fatores envolvidos entre a expressão dos genes e a presença do metabólito final, uma vez que existe uma gama de doadores de NO que poderiam constituir uma característica fisiopatológica comum para várias formas de dores de cabeça primárias14.
Há resultados que sugerem que a dor, que pode ser uma manifestação orofacial, pode estar associada a mudanças nas concentrações de NO em pacientes com esta síndrome25.
A expressão da NOS também tem sido investigada na disfunção temporomandibular (DTM). A iNOS investigada usando imuno-histoquímica, e comparada com achados clínicos, artroscópicos e histológicos de espécimes de DTM, obtidos por artroscopia de articulação temporomandibular, foi correlacionada significativamente com evidência artroscópica de sinovite (r=0,406, p≤ 0,05)24. A tabela 2 destaca as particularidades destas investigações.
Analisando simultaneamente a expressão de NOS na doença periodontal e dor orofacial
Ao longo da pesquisa bibliográfica, apenas um estudo investigou simultaneamente a expressão imuno-histoquímica da NOS na DP e DOF. Os resultados mostraram maior expressão da enzima em pacientes com as duas condições associadas em comparação com pacientes que apresentavam apenas DP16 (Tabela 3).
DISCUSSÃO
Esta revisão compilou as descobertas da literatura científica sobre a relação entre a expressão superior de NOS e seus metabólitos em DOF e DP. A relevância desta revisão está na observação de aspectos ainda não claramente compreendidos sobre a participação desta enzima e seus produtos em duas condições prevalecentes na população mundial2,26-28 e sua correlação5.
Ambas têm importantes impactos na qualidade de vida e repercussões sistêmicas4,28-31. Estudos experimentais com animais mostraram que a periodontite induzida por ligaduras aumentou a produção local de NO e que o tratamento com mercaptoethylguanidine (MEG), um inibidor seletivo de iNOS e um purificador de peroxinitrito, protegeu contra a destruição óssea. Estas descobertas já sugeriam que o NO e o peroxinitrito desempenhavam um papel significativo na patogênese da periodontite32.
Estudos clínicos que investigaram a expressão da NOS na periodontite reforçaram fortemente este mecanismo patológico do NO. Foram observados números maiores de NOS, principalmente iNOS, em pacientes em comparação com pacientes saudáveis e houve uma redução da NOS em locais tratados7,19,20,21,23.
Macrófagos e células endoteliais produzem iNOS21-33 e as citocinas interleucina-1beta (IL-1), fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) e interferon gama (IFN-γ) estimulam a produção de iNOS em células inflamatórias e uma combinação das três citocinas tem um efeito sinérgico na indução de iNOS34. Como estas citocinas são aumentadas na DP35, a expressão de iNOS também foi aumentada, como esperado.
A participação do NO na periodontite é notável. O aumento dos níveis de produção de NO através da enzima iNOS nos tecidos periodontais pode levar à ativação de metaloproteinases de matriz, a uma diminuição do nível de seus inibidores e à destruição de tecidos23. No entanto, o NO é necessário para a morte bacteriana, o principal fator de iniciação da DP36.
Por outro lado, a hipótese de que a NOS está relacionada à DOF37 foi testada investigando a expressão da enzima, seus metabólitos e os genes que a codificam14,17,18,22,24. Esta suposição surgiu da observação de que a administração de doadores exógenos de NO, como a estimulação da produção endógena de NO pela histamina, induziu dores de cabeça tardias em indivíduos com migrânea. Além disso, um inibidor de NOS e NG-monometil-L-arginina (L-NMMA) proporcionou alívio da dor em pacientes que sofriam de migrânea37.
Os genes envolvidos na produção de NO foram sugeridos como fatores genéticos para a migrânea porque o NO desempenha um papel importante na neurotransmissão, na resposta inflamatória e na vasodilatação38. A eNOS libera NO do endotélio causando relaxamento muscular suave13. A administração de NO exógeno piora a dor de cabeça39 e aumenta a atividade do peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP)40. Uma mutação do gene eNOS foi associada a uma redução na produção de NO41,42 basal.
Nesta revisão, estudos clínicos sobre a NOS na migrânea indicam o envolvimento da NOS na dor17,22,24. No entanto, estudos genéticos sobre genes alelos de eNOS não encontraram evidências de sua participação na suscetibilidade à migrânea e cefaleia14,18.
Enquanto geneticamente não houve distribuição diferente nos genes codificadores de NO em pacientes com DOF, houve um aumento na produção de nitrato (associado ao estresse oxidativo) e uma redução na produção de nitrito (relacionado à interação de NO com nitrogênio livre) em pacientes com migrânea quando comparados ao grupo de controle17. O nitrato é gerado a partir do NO pela interação com espécies de radicais livres de oxigênio e o nitrito é construído a partir do NO pela interação com espécies livres de nitrogênio. Portanto, o estudo indica estresse oxidativo adicional em indivíduos com migrânea, corroborando outros estudos que afirmam que o estresse oxidativo está envolvido na fisiopatologia da migrânea43. Neste sentido, a evidência da participação do NO na migrânea motiva estudos sobre o uso de inibidores de NOS e outras moléculas dentro do caminho de sinalização do NO para o tratamento promissor desta desordem44.
Além disso, não houve aumento generalizado da atividade de NOS em pacientes com migrânea devido à crise de dor. Entretanto, após a infusão de L-arginina (gerador de NO da NOS), houve um pequeno aumento nos níveis plasmáticos de L-citrulina e excreção urinária de nitrito/nitrato e cGMP (metabolitos e produtos finais de NO) em pacientes com migrânea em comparação com voluntários saudáveis. Parece haver uma diminuição na atividade de NOS nesses pacientes em comparação com os voluntários saudáveis. O nível plasmático de L-citrulina e a excreção urinária de nitrito/nitrato dependem em grande parte da extremidade vascular do eNOS45,46. Portanto, os autores concluem que o modesto aumento na excreção plasmática de L-citrulina e nitrito/nitrato urinário e cGMP após o tratamento com L-arginina pode indicar disfunção da eNOS em pacientes com migrânea22.
Curiosamente, o NO é produzido localmente no revestimento sinovial da ATM nos processos de desarranjo interno e osteoartrite24. O NO é produzido pela iNOS, que é ativado por citocinas pró-inflamatórias47 detectáveis na DTM48. Portanto, o NO produzido localmente pode desempenhar um papel significativo na fisiopatologia da DTM. Tem sido demonstrado que o NO é um potente vasodilatador49 e angiogênico50. Ele também inibe a síntese de colágeno51 e está envolvido em lesão aos tecidos52. Além disso, os estudos anteriores indicaram que a modulação do caminho do NO poderia ser uma estratégia terapêutica baseada em mecanismos de sinalização periférica do NO que promovem a analgesia periférica53.
Com todas essas evidências demonstrando a participação da NOS na patogênese da DP e DOF, há uma escassez de estudos sobre a associação destas duas condições. Um estudo anterior da presente equipe demonstrou que pacientes com DOF crônica e DP tinham maior expressão de iNOS e eNOS quando comparados a pacientes que tinham apenas DP16. O mecanismo exato ainda não foi totalmente compreendido. Pode-se supor que os pacientes têm uma maior suscetibilidade à dor porque têm uma maior expressão de NOS ou têm uma maior expressão de NOS já que são pacientes com dor crônica, ou então apresentam uma dor mais difusa porque têm uma maior expressão de NOS. Além disso, pode ser uma associação de todos estes aspectos.
É importante observar que pacientes com dor crônica refratária e DP quando sob tratamento periodontal reclamaram significativamente menos sobre DOF5. Pensando na redução da NOS em locais de periodontite tratada23, é possível sugerir que a redução local da NOS com menor produção de NO poderia explicar este alívio da dor, entretanto, estudos experimentais adicionais com este propósito são necessários para compreender esta ideia.
CONCLUSÃO
Embora haja evidências suficientes de que a NOS desempenhe um papel significativo na patogênese da DP e DOF, estudos genéticos sobre as mutações do gene de NOS em pacientes com migrânea e cefaleia não demonstraram a suscetibilidade esperada à dor. A associação entre a expressão da NOS na DP e na DOF ocorrendo simultaneamente é escassa. Porém, há evidências de envolvimento da DP agravando a DOF. Esta revisão destacou novos alvos e estratégias para futuras pesquisas sobre a NOS em duas doenças correlatas muito comuns, como a DP e a DOF.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos ao professor José Tadeu Tesseroli de Siqueira pelo apoio a esta revisão.
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