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Stress and Distress as Basic Principles of Homeostasis and Allostasis Models for Understanding Physiological Regulations and Rational Therapeutics of Contemporary Chronic Diseases

Homens e animais são expostos a fatores biológicos e ambientais (estressores) ativando mecanismos adaptativos com alterações de variáveis que retornam ao seu estado normal, desaparecido o estímulo estressante. O estresse leve e agudo geralmente induzem mecanismos adaptativos protetores no sentido da sobrevivência imediata a agressão (ex. hipótese da hormesis). Exposição intensa e sustentada ao estresse, resultam em distresse, estado de desadaptação ao estressor com efeitos negativos a saúde, sobrevivência e fertilidade. Homeostase e alostase são os dois sistemas orgânicos endógenos responsáveis pela estabilidade metabólica interna associada a vida. Na homeostase, cada variável é mantida constante por mecanismos ativados individualmente pelo estressor (homeostatos). No modelo homeostático o desvio da normalidade do parâmetro, é interpretado como quebra de equilíbrio interno. Consequentemente, são designadas terapias especificas para restabelecimento da normalidade, para cada variável. Todavia, constância não constitui condição fundamental a vida, o que torna o modelo homeostático incapaz de fundamentar as causas da maioria das doenças crônicas contemporâneas. Alostase é o processo do alcance da estabilidade mediante variações fisiológicas e comportamentais, buscando não a constância (setpoint) mas sim o valor da demanda mais frequente. Pela alostase, o valor não usual da variável não significa falha, mas resposta preditiva demandando ação antecipatória a regulagem fisiológica sistêmica, com envolvimento primário cerebral. Essa ação primaria adaptativa a curto prazo, ocorre mediante alteração hormonal do eixo Hipotálamo Hipófise Adrenal envolvendo sistema nervoso autônomo, citocinas e outros sinalizadores. O modelo alostático da regulação fisiológica atribui a presença de DCNT como obesidade, hipertensão arterial, diabetes e síndrome metabólica a sustentação de sinais neurais surgidos pela adaptação prolongada a hipervigilância e hipossatisfação consequentes as interações sociais insatisfatórias. Consequentemente, o modelo alostático redireciona a terapia a restauração do nível elevado para reestabelecer a flutuação preditiva e não a manipulação dos mecanismos redutores de valores. Neste modelo, a terapia das DCNT é orientada pelas mudanças do estilo de vida (MEV), clinicamente mais efetivas do que fármacos. Assim, a atenção primaria e mesmo a secundaria das DCNT, com programas simples e econômicos de MEV, tem mostrado resultados, nem sempre vistos com os fármacos regulares.  

Stress and Distress as Basic Principles of Homeostasis and Allostasis Models for Understanding Physiological Regulations and Rational Therapeutics of Contemporary Chronic Diseases

DOI: 10.22533/at.ed.07621090218

Palavras chave: doenças crônicas não transmissíveis, princípios do tratamento, homeostase, alostase

Keywords: non-communicable chronic diseases, principles of treatment, homeostasis, allostasis.

Abstract:

Man and animals are exposed to a large number of biological and environmental factors(stressors) leading to the activation of regulatory mechanisms (stress adaptation), whose variables usually return to their normal status once the stimulus(stress) has disappeared. Acute and mild stress generally induces protective mechanisms that enhance immediate survival (hormesis hypothesis) whereas, strong and sustained exposure may result in distress, a state in which an animal cannot adapt to the stressors resulting in negative effects upon its health and productivity. Homeostasis and allostasis are endogenous systems responsible for maintaining the internal stability to maintain life in an organism. In homeostasis, each stressor activates a specific regulator (homeostats) that tunes the variable to a very nearly constant. Based on homeostasis model physicians reason that when a parameter deviates from its setpoint value, some internal mechanism must be broken. Consequently they design therapies to restore the “inappropriate” value to “normal”. However, “constancy’ is not a fundamental condition for life, hence homeostasis model cannot explain the causes of most contemporary NCD. Allostasis is the process of achieving stability through physiological or behavioral change. Therefore, a mean value need not imply a setpoint but rather the most frequent demand. Allostasis considers an unusual parameter value, not as a failure to defend a setpoint, but rather as a response to some prediction. As its anticipatory action to systemic physiological regulation, allostasis reflects, at least partly, cephalic involvement in primary regulatory events. This can be carried out by means of alteration in HPA axis hormones, the autonomic nervous system, cytokines, or a number of other systems, and is generally adaptive in the short term. The allostasis model of physiological regulation, attributes diseases such as obesity, essential hypertension, type 2 diabetes and metabolic syndrome to sustained neural signals that arise from prolonged adaptation to hypervigilance and hyposatisfaction consequent to unsatisfactory social interactions. Consequently, the allostasis model would redirect therapy, away from manipulating low-level mechanisms, toward improving higher levels in order to restore predictive fluctuation. Under this model the hallmark of health is the therapeutics of contemporary chronic diseases through changing lifestyle which seems more clinically effective than drugs. Based on this, the primary and secondary care of NCD through costless and feasable lifestyle modification programs, have accomplished good results as not seen with regular medications.

Autores

  • Roberto Carlos Burini