Rang e Dale: Farmacologia

Humphrey P. Rang · Capítulo 507 de 751

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Rang e Dale: Farmacologia

Excitotoxicidade

a As alterações com agregados proteicos são, com frequência, conhecidas coletivamente como amiloidoses e afetam outros

órgãos além do cérebro.

 

Dobramentos proteicos errados

 

• Muitas doenças neurodegenerativas crônicas envolvem os dobramentos errôneos

(misfoldings) de formas normais ou mutadas de proteínas siológicas. Os exemplos

incluem DA, DP, ELA e muitas doenças menos comuns

• As proteínas com dobramentos proteicos errados são normalmente removidas por

intermédio das vias de degradação intracelular, o que pode estar alterado nas doenças

neurodegenerativas

• As proteínas com dobramentos proteicos errados tendem a agregar-se, inicialmente como

oligômeros solúveis e posteriormente como grandes agregados insolúveis que se

acumulam intracelular ou extracelularmente como depósitos microscópicos, que são

estáveis e resistentes à proteólise

• As proteínas com dobramentos proteicos errados com frequência apresentam resíduos

hidrofóbicos super ciais que promovem a agregação e a associação às membranas

• Os mecanismos responsáveis pela morte neuronal são obscuros, porém há evidências de

que tanto os agregados solúveis quanto os depósitos microscópicos podem ser

neurotóxicos.

 

EXCITOTOXICIDADE

Apesar de seu papel onipresente como neurotransmissor, o glutamato é

altamente tóxico para os neurônios, fenômeno denominado excitotoxicidade

(ver Capítulo 39). A baixa concentração de glutamato aplicada aos

neurônios em cultura destrói as células, e o achado nos anos 1970 de que o glutamato administrado oralmente produz neurodegeneração in vivo causou

alarme considerável por causa do uso generalizado do glutamato como

aditivo para “reforço do gosto” dos alimentos. A “síndrome do restaurante

chinês” – um ataque agudo de rigidez de nuca e dor torácica – é bem

conhecida, porém, até hoje, a possibilidade de neurotoxicidade mais séria é

apenas hipotética.

A injeção local de ácido caínico, um agonista do receptor de glutamato,

é usada experimentalmente para produzir lesões neurotóxicas. Ela age pela

excitação dos neurônios locais liberadores de glutamato e pela liberação de

glutamato e, atuando nos receptores NMDA e também nos receptores

metabotrópicos (ver Capítulo 39), leva à morte neuronal.

A sobrecarga de cálcio é fator essencial na neurotoxicidade. Os

mecanismos pelos quais isso ocorre e leva à morte celular são os seguintes

(ver também Figura 41.2):

• O glutamato ativa os receptores NMDA, AMPA e metabotrópicos

(locais 1, 2 e 3 na Figura 41.2). A ativação dos receptores AMPA

despolariza a célula, que remove o bloqueio pelo Mg2+ dos canais

NMDA (ver Capítulo 39), permitindo a entrada de Ca2+. A

despolarização também abre os canais de cálcio dependentes de

voltagem (local 4). Os receptores metabotrópicos provocam a liberação

do Ca2+ intracelular a partir do retículo endoplasmático. A entrada de

Na+ contribui ainda mais para a entrada de Ca2+, estimulando a troca

Ca2+/Na+ (local 5). A despolarização inibe ou reverte a captação de

glutamato (local 6), aumentando, assim, a concentração extracelular de

glutamato

• Os mecanismos que normalmente regulam o aumento na concentração

do Ca2+ citosólico livre incluem o efluxo pela bomba de Ca2+ (local 7) e,

indiretamente, pela bomba de Na+ (local 8)

• 2+ A mitocôndria e o retículo endoplasmático agem como ralos capacitores

para o Ca e costumam manter a [Ca2+]i sob controle. Sobrecarregar os

depósitos mitocondriais além de certo ponto, entretanto, atrapalha a

função mitocondrial, reduzindo a síntese de ATP e diminuindo, assim, a

energia disponível para as bombas de membrana e para o acúmulo de

Ca2+ pelo retículo endoplasmático. A formação de espécies reativas de

oxigênio (ERO) também é aumentada. Isso representa o ponto de perigo

em que a retroalimentação positiva exagera o processo

• A [Ca2+]i elevada afeta muitos processos; os principais, relevantes para a

neurotoxicidade, são:

– Aumento da liberação de glutamato nos terminais nervosos

– Ativação das proteases (calpaínas) e lipases, causando lesão da

membrana

– Ativação da NO sintase; embora baixas concentrações de óxido

nítrico sejam neuroprotetoras, concentrações elevadas, na presença

de ERO, geram o peroxinitrito e os radicais hidroxila livres, que

lesam muitas biomoléculas importantes, incluindo os lipídios da

membrana, as proteínas e o DNA

– Incremento da liberação de ácido araquidônico, que aumenta a

produção de radicais livres e mediadores inflamatórios, e também

inibe a captação de glutamato (local 6).

O glutamato e o Ca2+ são indiscutivelmente os dois sinais químicos mais

presentes, extracelular e intracelularmente, respectivamente, subjacentes à

função cerebral; portanto, é desconcertante que tal estrago citotóxico possa

ser desencadeado quando eles saem de controle. Ambos estão estocados em

quantidades perigosas nas organelas subcelulares, como granadas de mão

em uma loja de munição. A defesa contra a excitotoxicidade é claramente

essencial para que o cérebro tenha alguma possibilidade de se manter vivo. O metabolismo energético mitocondrial oferece uma linha de defesa (p.

518), e o comprometimento da função mitocondrial, tornando os neurônios

vulneráveis à lesão excitotóxica, pode ser um fator em várias patologias

neurodegenerativas, incluindo a DP. Além disso, a lesão na função

mitocondrial pode levar à liberação de citocromo C, que é um importante

iniciador de apoptose.

O papel da excitotoxicidade na lesão cerebral isquêmica está bem

estabelecido (p. 518), e também se acredita que seja um fator nas outras

doenças neurodegenerativas, como as abordadas adiante.

▼ Há vários exemplos de patologias neurodegenerativas causadas por

toxinas ambientais que agem como agonistas nos receptores de

glutamato. O ácido domoico é um análogo do glutamato produzido por

mexilhões, que foi identificado como a causa de deterioração epidêmica

neurológica e mental grave em um grupo das Terras Novas, em 1987.

Na ilha de Guam, uma síndrome combinando as características de

demência, paralisia e DP foi relacionada com o aminoácido

excitotóxico, β-metilamina-alanina, nas sementes de uma planta local.

Desencorajar o consumo dessas sementes eliminou a doença quase por

completo.

Infelizmente, demonstraram muito pouco sucesso os esforços intensos,

com base nos mecanismos descritos anteriormente, para procurar

fármacos eficazes para ampla gama de alterações neurodegenerativas,

nas quais acredita-se que a excitotoxicidade desempenhe um papel

importante. O riluzol retarda, em certo nível, a deterioração dos

pacientes com ELA (p. 528). Seu mecanismo de ação preciso não está

definido. A memantina, um composto inicialmente descrito há 40 anos,

é antagonista fraco do receptor NMDA que promove pequena melhora

dos casos moderados a graves de DA.