Role of oxidative stress-induced systemic and cavernosal molecular alterations in the progression of diabetic erectile dysfunction

Background Erectile dysfunction (ED) is a prevalent complication of diabetes, and oxidative stress is an important feature of diabetic ED. Oxidative stress-induced damage plays a pivotal role in the development of tissue alterations. However, the deleterious effects of oxidative stress in the corpus cavernosum with the progression of diabetes remain unclear. The aim of this study was to evaluate systemic and penile oxidative stress status in the early and late stages of diabetes. Methods Male Wistar streptozotocin-diabetic rats (and age-matched controls) were examined 2 (early) and 8 weeks (late) after the induction of diabetes. Systemic oxidative stress was evaluated by urinary H2O2 and the ratio of circulating reduced/oxidized glutathione (GSH/GSSG). Penile oxidative status was assessed by H2O2 production and 3-nitrotyrosine (3-NT) formation. Cavernosal endothelial nitric oxide synthase (eNOS) was analyzed by quantitative immunohistochemistry. Dual immunofluorescence was also performed for 3-NT and α-smooth muscle actin (α-SMA) and eNOS–α-SMA. Results There was a significant increase in urinary H2O2 levels in both diabetic groups. The plasma GSH/GSSG ratio was significantly augmented in late diabetes. In cavernosal tissue, H2O2 production was significantly increased in late diabetes. Reactivity for 3-NT was located predominantly in cavernosal smooth muscle (SM) and was significantly reduced in late diabetes. Quantitative immunohistochemistry revealed a significant decrease in eNOS levels in cavernosal SM and endothelium in late diabetes. Conclusions The findings indicate that the noxious effects of oxidative stress are more prominent in late diabetes. Increased penile protein oxidative modifications and decreased eNOS expression may be responsible for structural and/or functional deregulation, contributing to the progression of diabetes-associated ED.

Alterações da sinalização purinérgica gastrointestinal na Diabetes

A dismotilidade entérica é uma complicação a longo prazo da Diabetes mellitus (DM) que causa desconforto significativo em 76% dos pacientes diabéticos. Sabendo que as purinas estão envolvidas na neuromodulação colinérgica e que no SNC de animais diabéticos foram encontradas alterações na expressão de recetores purinérgicos, decidimos investigar se na dismotilidade diabética a neuromodulação purinérgica se encontra preservada. O modelo animal escolhido de diabetes tipo I resultou da administração de estreptozotocina (STZ, 55 mg/kg, IP) a ratazanas (Rattus norvegicus, Wistar). Este modelo STZ provou ser adequado para o estudo, apresentando 2 semanas após a indução polidipsia, poliúria, polifagia, hiperglicemia e um atraso da motilidade gastrointestinal. A caraterização morfológica macroscópica dos animais STZ revelou um aumento significativo do cego e do intestino. Funcionalmente, estudos preliminares indicam que as contrações espontâneas do íleo dos animais STZ perdem ritmicidade e apresentam maior amplitude que as dos animais controlo de uma forma insensível à TTX, sugerindo o comprometimento das ICC. Paralelamente, estudos imagiológicos revelaram uma perda neuronal mioentérica, principalmente de neurónios nitrérgicos, sendo os colinérgicos preservados. Contudo, a resposta muscular do íleo de animais diabéticos à acetilcolina (ACh) foi inferior à dos controlos, estando a libertação de ACh modulada pela adenosina modificada. Verificou-se que a inibição promovida pelos recetores A1 se mantinha, mas que se perdia a facilitação mediada pela ativação de recetores A2A, cuja imunorreatividade também se encontrava diminuída. Curiosamente, apesar do catabolismo do ATP e dos seus metabolitos estar aumentado nos animais STZ, não se verificou um aumento dos níveis extracelulares de adenosina. Nos animais diabéticos a adenosina é rapidamente desaminada e recaptada por transportadores de nucleósidos, com principal relevância para os concentrativos, sendo os equilibrativos responsáveis pelo transporte da adenosina em animais controlo. Os resultados apresentados nesta tese sugerem que a dismotilidade diabética pode dever-se à perda da atividade nitrérgica, das ICC e da neuromodulação purinérgica mediada por recetores A2A, comprometendo assim a libertação de ACh e consequentemente a motilidade GI.