1938: HEYMANS
Artigo escrito por:
Carlos Eduardo Grams
Cristine Suzana Trein
Daiane Cristine Dörr
Faculdade de Medicina - UPF
[Corneille Heymans]
RESUMO
Este artigo refere-se aos trabalhos de Corneille Jean François Heymans, mais especificamente sobre seus experimentos que o levaram a receber o Premio Nobel de Medicina de 1938. Suas duvidas o levaram a pesquisar sobre os sistemas envolvidos na fisiologia da respiração e seus respectivos meios de controle, concentrando seus estudos nas interações entre freqüência respiratória, pressão sanguínea e freqüência cardíaca. As pesquisas culminaram com a descoberta dos quimioreceptores, localizados nos seios carotídeo e aórtico, que contribuiu com diversas áreas biomédicas.
Palavras-chave: Corneille Jean François Heymans, Premio Nobel de Medicina de 1938, fisiologia da respiração, quimioreceptores.
ABSTRACT
This article is about Corneille Jean François Heymans and his works, especially of his experiments that gave him the Nobel Prize of Medicine in 1938. Corneille´s thoughts inspirate his research of the breathig systems and its controlers, whith a focus at the interatcions between repiratory frequency, blood pressure, and heart frequency.His project culminate at the discovery of the quimioreceptors, located at the aortic and carotic sinus.
BIOGRAFIA
Corneille Jean François Heymans nasceu em Ghent, Bélgica, no dia 28 de março de 1892. O pai dele era J. F. Heymans, Professor de Farmacologia e Reitor da Universidade de Ghent que fundou o J. F. Heymans Institute de Farmacologia e Terapêuticas na mesma universidade. Corneille estudou quando criança na escola St. Lievenscollege (Ghent), St. Jozefscollege (Turnhout) e St. Barbaracollege (Ghent). Estudou medicina na Universidade de Ghent onde ele obteve o seu titulo de doutor em 1920.
Trabalhou no Collège de France, Paris (juntamente com Prof. E. Gley), na Universidade de Lausanne (com Prof. M. Arthus), Universidade de Viena (Prof. H. H. Meyer), Faculdade de Londres (Prof. E. H. Starling) e na Western Reserve Medical School (Prof. C. F. Wiggers).
Em 1922 ele começou a lecionar Farmacologia na Universidade de Ghent. Em 1930 ele sucedeu o pai dele como Professor de Farmacologia, enquanto assumia o cargo mais alto no Departamento de Farmacologia e Toxicologia. Veio também a assumir a diretoria do J. F. Heymans Instituem.
As investigações científicas estudadas no Heymans Instituem são principalmente dirigidas para a fisiologia e farmacologia da respiração, circulação do sangue e metabolismo humanos. Estes estudos conduziram, em particular, para a descoberta dos quimioreceptores, situados na aorta e áreas do seio de carótida, e também para contribuições relativo ao regulamento da pressão sanguínea arterial e hipertensão. A descoberta do papel reflexogênico de tais estudos, fez de Heymans o ganhador do Prêmio Nobel em 1938.
Um autor prolífico, Heymans tem desde 1920, mais de 800 artigos, publicados em vários periódicos diferentes. Heymans foi o publicador e redator-chefe dos Archives Internationales de et de Pharmacodynamie de Thérapie, fundado em 1895 por seu pai e o Professor E. Gley.
De 1945 até 1962, Heymans dissertou em numerosas universidades na Europa, América do Norte e América do Sul, África e Ásia, incluindo University of New York, Harvard University, University of Chicago e University of Dublin.
Engajado em missões especiais pelo Governo Belga, União Internacional de Ciências Fisiológicas e OMS, ele viajou para o Irã e Índia (1953), Egito (1955), o Congo (1957), América Latina (1958), China (1959), Japão (1960), Iraque (1962), Tunísia (1963), Camarões (1963). Ele foi o Presidente da União Internacional de Ciências Fisiológicas e do Conselho Internacional de Farmacólogos e presidiu o 20º Congresso Internacional de Fisiologia de Bruxelas em 1956. O conhecimento vasto dele de farmacologia justificou a nomeação dele como Sócio do Committee of Experts of the International Pharmacopoeia da OMS.
Corneille Heymans faleceu em 18 de julho de 1968.
TESE
Era sabido antigamente que variações na pressão e no fluxo sanguíneo afetavam a respiração, havendo uma interação pressão/respiração ocorrendo de forma direta e sendo esse mecanismo controlado pelo centro respiratório, devido a modificações do fluxo sanguíneo.
Heymans suspeitava que outras estruturas estavam envolvidas no controle do centro respiratório e queria descobrir que mecanismos envolviam esse controle.
O estudo principal foi desenvolvido utilizando uma cabeça de cachorro isolada (B), perfundida com sangue de um corpo de outro cachorro (A) através de anastomoses entre as duas artérias carótidas comuns do cachorro A com as extremidades cefálicas das carótidas comuns do cachorro B e também das respectivas veias jugulares externas. A cabeça isolada do animal B também está ligada ao corpo do A por meio do nervo vago-depressor. Foram mantidos intactos os nervos vagoaórticos de ambos os animais.
Fase 1: uma hipotensão causada no corpo B provoca um estímulo no centro respiratório da cabeça B; e uma hipertensão, uma inibição no centro respiratório. Corneille concluiu que o estímulo foi dado pelo nervo vagoaórtico que foi mantido intacto.
Fase 2: um terceiro animal é introduzido no experimento (C). A região carotídea do corpo B é perfundida com o sangue do cachorro C, enquanto a cabeça continua sendo perfundida pelo animal A. Um aumento na pressão da região carotídea do corpo B, inibe o centro respiratório da cabeça B; ocorrendo o contrario quando ocorre a diminuição da pressão. Conclusão: a variação da pressão circulatória cefálica estimula o centro respiratório por um mecanismo reflexogênico.
Em 1924 a investigação de H. E. Hering mostrou que o seio carotídeo contém receptores (pressoreceptores endovasculares) que, por mecanismos de reflexo, atuam sobre o centro cardiovascular e respiratório regulando suas atividades.
O próximo problema era determinar se o centro respiratório era diretamente afetado pela variação na pressão e no fluxo sanguíneo. Após estudos foi observado que não: é necessário diminuir muito o fluxo sanguíneo para o cérebro para que o estímulo à resposta fosse obtido.
Conclui-se que as variações na pressão sanguínea arterial manifestam algum efeito no centro respiratório por meio de mecanismos de reflexos envolvendo os receptores dos seios aórtico e carotídeo.
Heymans também estudou os efeitos da composição química do sangue e do teor de O2 e CO2 sobre o centro respiratório, que antigamente pensavam que o afetava diretamente. Seus estudos demonstraram que asfixia e hipoxemia (limitadas à circulação sistêmica) estimulam o centro respiratório; enquanto uma hipercapnia inibe a respiração. Os reflexos dos impulsos do sistema circulatório, produzidos por algum desses efeitos, chegam à área cardioaortica que contém quimioreceptores reflexogênicos.
Os experimentos com perfusão de seio carotídeo, isolado de seu sistema circulatório, mostraram que ele é sensível aos estímulos fisiológicos contidos no sangue. Quando se induzia hipoxemia em um animal com os nervos quimiosensitivos da área do seio carotídeo e aórtico cortados, notava-se uma inibição progressiva da respiração e queda da pressão. Já em um animal com os nervos quimiosensitivos preservados, o mesmo procedimento causava hipertensão e taquipnéia. Logo, a falta de O2 estimula a respiração e causa hipertensão por um mecanismo reflexivo envolvendo os quimioreceptores do seio carotídeo e aórtico, que possuem o papel de manter a vida do organismo.
Experiências realizadas por C. F. Schmidt e J. H. Comroe provaram que é a tensão de O2 que atua nos quimioreceptores. Sua experiências demonstraram também o papel desse sensores químicos no estimulo ao centro respiratório quando ele é deprimido por feitos diretos exercidos por inúmeras drogas (morfina, éter, sedativos...), que conduzem o estimulo da hipoxemia ao centro respiratório continuamente.
Quanto à regulação do centro respiratório pelas quantidades de CO2 no sangue, Heymans mostrou que também é feita através desses sensores químicos. A hipercapnia causa primeiramente um efeito por meio dos mecanismos de reflexo e secundariamente por ação direta nos centro respiratório.
Outros experimentos demonstraram que diversas substancias farmacológicas (nicotina, cianeto, acetilcolina) produzem intensa estimulação nos quimioreceptores do seio carotídeo e estimulam portanto o centro respiratório e cardiovascular de maneira reflexiva. A ação direta só ocorrerá quando altas doses dessas substancias foram administradas.
Esses vários achados experimentais resumidos nessa pesquisa trazem a tona um novo mecanismo fisiológico, fisiopatológico e farmacológico que, pela regulação do centro respiratório por meio dos reflexos presso e quimio sensoriais vasculares, estabilizam e até mesmo uma relação funcional mais próxima entre a circulação, o metabolismo e respiração.
Referencias Bibliograficas
1.Nobelprize.org, the official web site of the Nobel Foundation
(http://www.nobelprize.org) Acesso em agosto de 2006
2PubMed(http://www.pubmed.gov) Acessado em agosto de 2006
Orientadores:
EVANIA ARAÚJO
JORGE SALTON
