Rang e Dale: Farmacologia
Receptores e doenças
Figura 3.21 Domínios de ligação de fármacos dos canais de sódio controlados por
voltagem (ver Capítulo 44). A multiplicidade, os diferentes pontos de ligação e os efeitos parecem ser típicos para muitos canais iônicos. DDT, diclorodifeniltricloroetano (dicofano, um inseticida bem conhecido); GPCR, receptor acoplado à proteína G; PKA, proteinoquinase A; PKC, proteinoquinase C.
RECEPTORES E DOENÇAS
A crescente compreensão da função dos receptores em termos moleculares
revelou várias doenças diretamente ligadas ao mau funcionamento do
receptor. Os principais mecanismos envolvidos são:
• Autoanticorpos direcionados contra proteínas receptoras
• Mutações nos genes que codificam receptores, canais iônicos e proteínas
envolvidos na transdução do sinal.
Um exemplo do primeiro mecanismo é a miastenia gravis (ver Capítulo 14),
uma doença da junção neuromuscular que se deve a autoanticorpos que
inativam os receptores nicotínicos da acetilcolina. Autoanticorpos também
podem mimetizar o efeito de agonistas, como ocorre em muitos casos de
hipersecreção da tireoide, causada pela ativação de receptores de tirotropina
(ver Capítulo 35).
Mutações herdadas de genes que codificam GPCR respondem por vários
estados patológicos (Stoy e Gurevich, 2015). Receptores mutados dos
hormônios vasopressina e adrenocorticotrófico (ver Capítulos 30 e 34)
podem resultar em resistência a esses hormônios. Mutações em receptores
podem acarretar a ativação dos mecanismos efetores na ausência do agonista.
Um deles envolve o receptor para tirotropina, produzindo secreção contínua
de hormônio da tireoide; outro envolve o receptor para o hormônio
luteinizante, provocando puberdade precoce. Polimorfismos do
adrenorreceptor são comuns em seres humanos, e estudos recentes sugerem
que certas mutações do β 2-adrenorreceptor, embora não sejam causadoras diretas de doença, estão associadas à redução da eficácia dos agonistas do β-
adrenorreceptor no tratamento da asma (ver Capítulo 29) e a um mau
prognóstico em pacientes com insuficiência cardíaca, potencialmente por
meio de mutações constitutivamente ativas que geram receptores ativos na
ausência de quaisquer agonistas (ver Capítulo 22). Mutações em proteínas G
também podem causar doenças (Spiegel e Weinstein, 2004). Por exemplo,
mutações de uma subunidade Gα particular causam uma forma de
hipoparatireoidismo, enquanto mutações de uma subunidade Gβ provocam
hipertensão. Muitos cânceres estão associados a mutações dos genes que
codificam os receptores de fatores de crescimento, quinases e outras proteínas
envolvidas na transdução de sinal (ver Capítulo 6).
As mutações nos canais iônicos operados por ligantes (GABA A e nicotínico) e em outros canais iônicos (Na+ e K+) que alteram sua função
deram origem a certas formas de epilepsia idiopática (ver Capítulo 46 e
Poduri e Lowenstein, 2011).
Visto que a família de receptores NR desempenha papel fundamental em
regulação e coordenação do crescimento, desenvolvimento e organogênese,
reprodução, sistema imunológico e muitos outros processos biológicos
fundamentais, não é de surpreender que muitas doenças estejam associadas
ao mau funcionamento do sistema NR. Tais condições incluem inflamação,
câncer, diabetes, doença cardiovascular, obesidade e distúrbios reprodutivos
(Kersten et al., 2000; Murphy e Holder, 2000).
A pesquisa sobre os polimorfismos genéticos que alteram os receptores,
as moléculas de sinalização, os canais iônicos e as enzimas efetoras tem
progredido rapidamente. Espera-se que, em futuro próximo, seja possível
haver melhor compreensão acerca das diferenças entre os indivíduos em sua
suscetibilidade à doença e na resposta aos fármacos terapêuticos (ver
Capítulo 58).
REFERÊNCIAS E LEITURA COMPLEMENTAR
Geral
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propriedades moleculares e farmacológicas de receptores conhecidos e dos canais iônicos –
também transportadores – e algumas enzimas envolvidas na transdução do sinal).
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Canais iônicos
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assunto fascinante)
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material de base útil sobre receptores nucleares e sua história)
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bastante completa sobre o papel desempenhado por esses receptores nucleares no metabolismo
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nucleares fora do núcleo e descreve as redes muitas vezes complexas através das quais elas
produzem tais efeitos)
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um assunto muito complexo. Altamente recomendável)
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____________
1 Os canais iônicos e as propriedades elétricas que eles conferem às células
estão envolvidos em todas as características humanas que nos distinguem das
pedras do campo. (Armstrong CM, 2003. Voltage-gated K channels. Sci.
STKE 188, re10).
2 Um termo singularmente dickensiano que parece inapropriadamente
condescendente. Pelo fato de podermos assumir que esses receptores desem-
penham papéis definidos na sinalização fisiológica, sua “orfandade” reflete
nossa ignorância, e não seu status. Mais informação sobre receptores ór-fãos
em <www.guidetopharmacology.org/GRAC/FamilyDisplayForward?
familyId=115#16>.
3 Aqui, no enfoque dos receptores, estão incluídos os canais iônicos
controlados por ligantes como exemplo de uma família de receptores. Outros
tipos de canais iônicos são descritos mais adiante (p. 46); muitos deles são
também alvos de fármacos, embora não sejam receptores no sentido estrito.
4 Há 865 GPCR no homem, compreendendo 1,6% do genoma (Fredricksson e
Schiöth, 2005). Acredita-se que cerca de 500 deles sejam receptores de odor,
envolvidos nas sensações de olfato e paladar, sendo os demais receptores para
mediadores endógenos conhecidos ou desconhecidos – o suficiente para
manter os farmacologistas ocupados ainda por um bom tempo.
5 O termo receptor nuclear não é muito adequado porque alguns estão, na
verdade, localizados no citosol e deslocam-se para o compartimento nuclear
na presença de um ligante.
6 Os receptores para 5-HT (ver Capítulo 16) são atualmente os campeões de
diversidade, com 13 subtipos de GPCR e 1 canal iônico dependente de
ligante, respondendo todos ao mesmo ligante endógeno.
7 Nos estudos iniciais, o raio elétrico Torpedo foi usado para isolar e purificar
o receptor nicotínico, uma vez que expressa uma densidade muito alta de receptores nicotínicos nas suas eletroplacas. Agora compreende-se que a
composição da subunidade dos receptores nicotínicos neuromusculares (ver
Capítulo 14) e neuronais (ver Capítulos 14 e 40) de mamíferos são diferentes
dos receptores Torpedo, mas aqui concentramo-nos no receptor Torpedo para
manter a simplicidade.
8 Entretanto, os exemplos de promiscuidade estão aumentando. Os hormônios
esteroides, normalmente fiéis aos receptores nucleares, interagem
ocasionalmente com canais iônicos e GPCR, e alguns eicosanoides agem nos
receptores nucleares, bem como nos GPCR. A natureza tem a mente muito
aberta, embora tais exemplos sejam responsáveis por deixar os
farmacologistas aborrecidos e os estudantes em desespero.
9 2+ O receptor sensor de Ca (Conigrave et al., 2000) é um GPCR incomum
que é ativado não pelos mediadores convencionais, mas sim pelo Ca2+
extracelular, na faixa de 1 a 10 mmol/l – uma afinidade extremamente baixa,
em comparação com outros agonistas de GPCR. Esse receptor é expresso em
células da glândula paratireoide e tem por função regular a concentração de
Ca2+ extracelular mediante controle da secreção do paratormônio (ver
Capítulo 37). Esse mecanismo homeostático é bastante distinto dos
mecanismos de regulação do Ca2+ intracelular discutidos no Capítulo 4.
10 As pequenas moléculas hidrofílicas chegam ao seu sítio de ligação a partir
do espaço extracelular através do poro hidrofílico; no entanto, para moléculas
altamente lipofílicas, como as que ativam os receptores de canabinoide CB1 e
lisofosfolipídicos S1 P1, a entrada parece ser o canal de acesso inserido na membrana no lado do receptor.
11 No passado, muitos compostos de chumbo vieram da triagem de bibliotecas
químicas (ver Capítulo 60). Nenhuma inspiração foi necessária, apenas
ensaios robustos, grandes computadores e robótica eficiente. Agora, com a geração de estruturas de cristal, mudamos para uma era mais sofisticada na
descoberta de fármacos.
12 Estes receptores eram anteriormente chamados receptores ativados por
proteinase.
13 Em humanos, há 21 subtipos conhecidos de G , 6 de G e 12 de Gγ,
formando, em tese, cerca de 1.500 variantes do trímero. Pouco se sabe sobre
o papel dos diferentes subtipos , e γ, mas seria leviano pensar que as
variações são funcionalmente irrelevantes. Por ora, você não ficará surpreso
(ainda que fique um pouco confuso) com esse grau de heterogeneidade
molecular, já que esse é o caminho da evolução.
14 Abreviações alternativas para esses mediadores são PtdIns (PI), PtdIns
(4,5)-P2 (PIP2), Ins (1,4,5)-P3 (IP3).
15 PKC foram originalmente denominadas como proteinoquinases
dependentes de Ca2+ (PKC), em oposição a PKA dependente de cAMP.
Embora posteriormente se tenha descoberto que os subtipos não são
dependentes de Ca2+, o nome do PKC ficou associado.
16 v-Src é um gene encontrado no vírus do sarcoma de Rous que codifica uma
tirosinoquinase que causa sarcoma (um tumor maligno) em galinhas –
verificou-se ter uma sequência intimamente relacionada ao gene da própria
galinha, denominado c-Src (para celular em vez de Src viral). Este foi o
primeiro oncogene a ser descoberto, em 1979.
17 A proteinoquinase B foi nomeada para preencher a lacuna entre a
proteinoquinase A (dependente de cAMP) e a proteinoquinase C (dependente
de Ca2+). Como é possível notar, a nomenclatura é altamente imaginativa!
18 Na verdade, a distinção entre canais controlados por ligante e outros canais
iônicos é arbitrária. Ao agruparmos canais controlados por ligantes com
outros tipos de receptor neste livro, estamos respeitando a tradição histórica
estabelecida por Langley e outros, que foram os primeiros a definir receptores no contexto da ação da acetilcolina na junção neuromuscular. No futuro, o
avanço da biologia molecular pode forçar-nos a reconsiderar essa questão
semântica, mas, por ora, não há por que não manter a tradição farmacológica.
19 Há sempre uma exceção à regra! Os membros da família HCN de canais de
potássio encontrados em neurônios e células do músculo cardíaco são
ativados por hiperpolarização.
20 O genoma humano codifica mais de 70 subtipos diferentes de canais de
potássio – o que significa ou um pesadelo ou uma oportunidade de ouro para
o farmacologista, dependendo da perspectiva de cada um.
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