Sinalização purinérgica e suas implicações fisiológicas

Sinalização purinérgica e suas

 

implicações fisiológicas

 

Andréia Machado Cardoso, Roselia Maria Spanevello, Leandro Henrique Manfredi, Sarah Franco Vieira de Oliveira Maciel

Há mais de 40 anos, o conceito de um sistema de sinalização purinérgica foi proposto pela primeira vez pelo professor Geoffrey Burnstock (1972). Esse sistema possui diversos componentes, dentre eles estão algumas enzimas, algumas moléculas e diversos receptores. A sinalização purinérgica inclui as respostas celulares aos nucleotídeos, como o ATP, e aos nucleosídeos, como a adenosina, os quais agem como mensageiros extracelulares por meio de receptores específicos em todos os órgãos e sistemas. Todas as células possuem componentes do sistema purinérgico e têm a capacidade de liberar nucleotídeos de uma forma controlada. Os mecanismos relacionados à liberação dos nucleotídeos têm sido foco intenso de atividades de pesquisa. Estudos têm investigado amplamente a fisiologia, a farmacologia e a bioquímica da sinalização purinérgica. Mais recentemente, o foco tem sido a patofisiologia e o potencial terapêutico dos componentes do sistema purinérgico, especialmente em relação aos receptores P1 e P2. Atualmente, é estabelecido que mudanças na sinalização purinérgica estão envolvidas na patofisiologia e, possivelmente, na terapêutica de muitas doenças, além de estarem relacionadas aos efeitos do exercício físico e de moléculas nutracêuticas sobre o organismo.

Dessa forma, este capítulo introdutório objetiva explanar sobre os componentes da sinalização purinérgica, bem como suas funções em condições fisiológicas gerais. Os capítulos subsequentes abordarão a sinalização purinérgica em duas situações específicas (exercício e nutrição), e os outros capítulos tratarão do envolvimento desse sistema em mecanismos fisiopatológicos de diversas doenças, bem como seu potencial como alvo para intervenções terapêuticas.

 

O sistema purinérgico: moléculas,

receptores e enzimas

 

O sistema purinérgico é composto por: as moléculas sinalizadoras, que são os nucleotídeos e nucleosídeos; os receptores, através dos quais essas moléculas se ligam e exercem suas funções; e as enzimas responsáveis pela geração, reconhecimento e degradação daquelas moléculas sinalizadoras.

A adenosina trifosfato (ATP) é a molécula mais conhecida, devido à sua importância como moeda energética fundamental para o metabolismo celular, mas esse nucleotídeo é considerado uma molécula sinalizadora tanto no meio intra quanto extracelular. Além do ATP, seus produtos de hidrólise como adenosina difosfato (ADP), adenosina monofosfato (AMP) e a adenosina (ADO) também atuam como sinalizadores em diversos tecidos e órgãos (Burnstock, Arnett e Orriss, 2013).

Além das purinas (ATP, ADP e adenosina), as pirimidinas (UDP e UTP) também são importantes moléculas sinalizadoras que medeiam muitos efeitos biológicos através dos receptores purinérgicos. O ATP, ADP, UTP e UDP se ligam aos receptores P2, enquanto a ADO se liga a receptores P1. Os receptores P2 são subdivididos na família P2X e P2Y. Os receptores P2Y são metabotrópicos acoplados à proteína G, e os oito subtipos podem ser divididos em dois grupos, dependendo do tipo de proteína G acoplada: P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6 são acopladas à proteína Gq e ativam a proteína fosfolipase Cβ, enquanto P2Y12, P2Y13 e P2Y14 se acoplam a Gi para inibir a enzima adenilato ciclase. O receptor P2Y11 é peculiar, porque é acoplado a Gq e Gs e, assim, provoca um aumento nos níveis intracelulares de AMPc e Ca2+. Os P2X são receptores ionotrópicos ligados a canais na membrana plasmática. Há sete subtipos de receptores P2X diferentes (P2X1-7) para formar receptores triméricos. O domínio extracelular desses receptores contém sítios de ligação para ATP, antagonistas competitivos e íons metálicos moduladores. Já os domínios transmembrana formam um canal de cátions não seletivo. As propriedades de abertura dos canais iônicos variam muito com o subtipo do receptor: com os receptores homoméricos P2X2, P2X4 e P2X7 apresentam uma dessensibilização lenta, e P2X1 e P2X3 exibem dessensibilização rápida (Di Virgilio et al., 2001; Burnstock, 2007; Di Virgilio, 2012).

Os receptores P1, que têm a ADO como agonista, são divididos em quatro subtipos – A1, A2A, A2B e A3 – e são todos acoplados à proteína G. O receptor A1 medeia respostas de sinalização, que podem ser causadas por seu acoplamento a diferentes proteínas dentro da família Gi/o. A via conhecida de atuação desse receptor é através da inibição da adenilato ciclase, que causa uma diminuição no AMPc. Outro mecanismo de atuação do A1 é através da ativação da fosfolipase C (PLC), que promove o metabolismo do fosfotidilinositol de membrana, o que produz o inositol-1,4,5-trifosfato (IP3) e o diacilglicerol (DAG), os quais levam ao aumento do cálcio citosólico. Por sua vez, os receptores A2A são acoplados à proteína Gs, ou seja, ativam a adenilato ciclase, e o receptor A2B está acoplado a diferentes vias de sinalização, incluindo a ativação da guanilato ciclase, através do acoplamento a Gq mediado pela PLC e aumento na [Ca2+]i dependente do IP3. Já os receptores A3 estão acoplados à proteína Gi e, numa menor extensão, também à proteína Gq (Ralevic; Burnstock, 1998; Burnstock, 2013).

Compondo também o sistema purinérgico, existem as enzimas responsáveis pela hidrólise dos nucleotídeos e nucleosídeos, chamadas ectonucleotidases. Essas enzimas são divididas em quatro famílias de genes, que englobam

ectonucleotídeopirofosfato/fosfodiesterases (ENPPs), fosfatase alcalina, ectonucleosídeotrifosfato difosfoidrolases (ENTPDases) e 5’-nucleotidase. As ENPPs atuam na hidrólise de nucleotídeos trifosfatados (ATP e UTP), em nucleotídeos monofosfatados (AMP e UMP) e pirofosfato. São encontradas sete enzimas na família das ENPPs. A ENPP1 apresenta relação com mineração óssea e calcificação tecidual e tem sido descrita por atuar na resistência à insulina de pacientes diabéticos. As fosfatases alcalinas possuem ampla especificidade de substrato para diferentes fosfatos monoésteres e outros compostos contendo fosfato, incluindo os nucleotídeos de adenina, polifosfatos inorgânicos e pirofosfato. Três isoenzimas são tecido-específicos e apresentam 90-98% de homologia, que são as fosfatases alcalinas do intestino, a placentária e aquelas das células germinativas AP. A última isoenzima, a fosfatase alcalina não tecidual (TNAP), é aproximadamente 50% idêntica às outras e é expressa principalmente nos ossos, fígado e rim (Zimmermann et al., 2012; Yegutkin, 2014).

A ENTPDase comumente hidrolisa nucleotídeos di e trifosfatados em mononucleotídeos e fosfato inorgânico. Para sua máxima atividade, requer Ca2+ e Mg2+ como cofatores. Oito genes diferentes codificam membros da família da ENTPDase e diferem quanto à especificidade ao substrato, distribuição tecidual e localização celular. Quatro delas (NTPDase1, 2, 3 e 8) estão presentes na superfície extracelular das membranas. As NTPDases 5 e 6 exibem localização citoplasmática, enquanto as NTPDases 4 e 7 são inteiramente localizadas intracelularmente, de frente para o lúmen de organelas citoplasmáticas. Membros da família da NTPDase ligados à membrana são altamente glicosilados, de massas moleculares de aproximadamente 70-80 kDa e apresentam homologia de sequência em regiões especiais chamadas “regiões conservadas da apirase”, as quais são importantes para a atividade catalítica da enzima. Consistem de dois domínios transmembranas próximos ao grupamento amino e carboxiterminal e ainda podem existir, quer na forma monomérica, quer na forma homo-oligomérica. Possuem seu sítio catalítico voltado para o meio extracelular (Zimmermann et al., 2012; Yegutkin, 2014).

Quanto à atividade catalítica, as diferentes isoenzimas têm afinidades diferentes pelos substratos. As NTPDase1 e 2 têm preferência por hidrolisar nucleotídeos de adenina em detrimento dos nucleotídeos de uracila, e todas as NTPDases, cujo sítio catalítico está voltado para o meio extracelular, hidrolisam mais rapidamente o ATP que o ADP. A NTPDase1 é a enzima que tem mais afinidade pelo ATP, contudo hidrolisa o produto ADP para AMP na mesma proporção. A NTPDase2 tem uma grande preferência pela hidrólise de ATP. As NTPDase3 e 8 hidrolisam ATP e UTP de forma similar. As enzimas intracelulares diferem na preferência de substrato. As NTPDase 4, 5 e 6 hidrolisam preferencialmente NTP e NDP, mas em menor proporção o ATP e o ADP. As NTPDase 5 e 6 preferem hidrolisar NTP, mas não ADP, enquanto a NTPDase7 hidrolisa preferencialmente UTP, CTP e GTP, mas tem uma afinidade muito baixa por ATP (Wang; Guidotti, 1998; Knowles; LI, 2006; Yegutkin, 2014).

A família das NTPDases também difere entre si na sua localização tecidual. A NTPDase1 está localizada principalmente nas células de resposta imune, por exemplo, linfócitos, monócitos, células endoteliais dos vasos sanguíneos e SNC. A NTPDase 2 também é expressa nos vasos sanguíneos e nas células progenitoras neuronais. Ambas as NTPDases 1 e 2 são expressas nas células acinares do pâncreas. Em subconjuntos de neurônios, em células epiteliais de tecidos incluindo rim, vias aéreas e nos sistemas digestivo e reprodutivo, é encontrada a NTPDase 3. A NTPDase 8 tem uma expressão mais restrita, sendo encontrada no fígado, rim e intestino. Em relação à localização das isoenzimas intracelulares, elas apresentam uma expressão mais ampla, devido a seu controle de nucleotídeos no interior da célula. Seguramente, as oito isoenzimas podem ser encontradas não somente nos tecidos destacados. Por exemplo, no SNC, pode-se encontrar diferentes isoenzimas nos neurônios, astrócitos e micróglia. Essa variação ainda pode mudar de acordo com a estrutura analisada (Robson; Sevigny; Zimmermann, 2006; Zimmermann et al., 2012).

A NTPDase pode ser coexpressa com outra enzima que continua com a cascata de hidrólise dos nucleotídeos, a ecto-5’-nucleotidase (CD73, E.C.3.1.3.5). A ecto-5’-nucleotidase hidrolisa ribo e desoxiribonucleotídeos 5’-monofosfatos em seus respectivos nucleosídeos. Dentre esses nucleotídeos, a função de destaque da ecto-5’-nucleotidase é a hidrólise do AMP à ADO. Essa enzima encontra-se ancorada à membrana plasmática por uma molécula de glicofosfatidilinositol (GPI) com seu sítio catalítico voltado para o meio extracelular, mas também pode ser encontrada na forma solúvel. A ecto-5’-nucleotidase de mamíferos consiste de duas subunidades glicoproteicas unidas por ligações não covalentes. O zinco e outros íons metálicos bivalentes ligam-se à extremidade do domínio N-terminal. Essa ectoenzima pertence a uma grande superfamília de metalofosfoesterases que age em diferentes substratos, tais como fosfoproteínas de Serina/Treonina, vários nucleotídeos e também esfingomielina. A ecto-5’-nucleotidase é expressa em muitos tecidos, sendo mais abundante no cólon, rim e cérebro, menos abundante em fígado, pulmão e coração. No sistema vascular, essa enzima é bastante expressa no endotélio dos vasos de grande calibre, como a aorta, e também nas plaquetas. Contudo, nas células do sistema imune, está presente em algumas subpopulações de células. Além disso, no SNC, essa enzima pode ser encontrada em diferentes estruturas, incluindo córtex cerebral, hipotálamo, hipocampo, cerebelo, bulbo olfatório, entre outros (Colgan et al., 2006; Yegutkin, 2014).

 

Implicações fisiológicas da

sinalização purinérgica

 

Considerando que receptores purinérgicos estão localizados em praticamente todas as células do organismo, demonstra-se que a sinalização purinérgica está envolvida em vários mecanismos fisiológicos de sistemas como o neural, muscular, pulmonar, cardiovascular, renal, digestório, endócrino, imune, dentre outros.

O papel da sinalização purinérgica nas funções neurológicas foi o primeiro a ser descoberto e tem sido um dos mais investigados. O conceito de neurotransmissão purinérgica foi estabelecido, em 1972, por Geoffrey Burnstock. De acordo com as suas pesquisas, Burnstock demonstrou a liberação de substâncias ativas (ATP) no sistema nervoso autônomo (SNA), as quais não estavam associadas ao sistema adrenérgico ou colinérgico, evidenciando, assim, que existia outra via de sinalização envolvida, a purinérgica. Atualmente, é bem estabelecido o papel do ATP como um neurotransmissor excitatório podendo atuar também como um cotransmissor, uma vez que pode ser liberado com outros neurotransmissores, a exemplo de glutamato, noradrenalina, ácido gama-aminobutírico (GABA), acetilcolina e dopamina (Burnstock, 2006).

Os receptores tanto do tipo P1 e P2 são muito expressos em células do sistema nervoso e medeiam diversos processos relacionados, por exemplo, com neurotransmissão, neuromodulação, mielinização, aprendizado, memória e interações entre neurônios e glia (Burnstock et al., 2011; Tozaki-Saitoh; Tsuda; Inoue, 2011; Puchalowiz et al., 2015; Welsh; Kucenas, 2018). De um modo geral, receptores ionotrópicos P2X estão envolvidos na transmissão sináptica rápida e na plasticidade sináptica, enquanto que os receptores acoplados à proteína G, P2Y, além de regularem várias atividades pré-sinápticas, também medeiam a sinalização de longo prazo envolvidas, por exemplo, com proliferação, diferenciação e morte celular (Tozaki-Saitoh; Tsuda; Inoue, 2011). Uma das funções mais conhecidas dos receptores P1 no sistema nervoso central (SNC) é o seu papel na neuromodulação, uma vez que a adenosina, ao interagir com esses receptores, é capaz de controlar a ação de vários neurotransmissores (Sebastião; Ribeiro, 2009).

Nas junções neuromusculares, há a interligação entre a sinalização purinérgica nervosa e muscular. Diversos receptores purinérgicos, como P2X1, P2X4, P2X5, P2Y1, P2Y2, P2Y3, P2Y4, P2Y6, P2Y11, P2Y13 e P2Y14, estão presentes nas fibras musculares e podem desempenhar distintas funções por meio de sinais mediados por ATP e ADP. Em humanos, já foram verificadas a presença dos receptores P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6, P2Y11 e P2X1 na célula muscular diferenciada. Os nucleotídeos extracelulares podem ser liberados de diferentes células em torno do músculo, como neurônio motor, células endoteliais e ósseas, que podem atuar diretamente em células musculares (Burnstock; Arnett; Orriss, 2013). Jiménez et al. (2018) mostraram que o ATP extracelular promove o aumento da síntese proteica no músculo esquelético de roedores por meio da ativação de receptores P2Ys e da via de sinalização Akt-mTOR. Assim, apesar de haver diferenças na expressão dos receptores entre espécies, as vias de sinalizações intracelulares que explicam as adaptações musculares no exercício ou mesmo em outras condições, como hipertrofia, captação de glicose, contração e liberação de miocinas, podem ser induzidas pelos receptores purinérgicos e proporcionarem implicações significativas para a saúde (Burnstock; Arnett; Orriss, 2013).

Em relação ao sistema respiratório, já tem sido documentado que componentes do sistema purinérgico estão presentes nas vias aéreas superiores e inferiores e nos pulmões, ajudando a controlar esse sistema de diversas formas. Por exemplo, as células epiteliais alveolares do tipo I (ATI) liberam ATP quatro vezes mais em resposta ao estiramento/estresse do que as células ATII; concluiu-se que as células ATI são mecanossensores no pulmão e que a estimulação parácrina das células ATI pelo ATP liberado por essas células desempenha um papel na regulação da secreção de surfactante. Ainda, o ATP liberado mecanicamente das células epiteliais das vias aéreas tem ação cílios estimulatórias na mucosa respiratória de animais e humanos. Esse mecanismo auxilia, via receptores P2X, na depuração mucociliar, a qual serve como mecanismo primário de defesa do hospedeiro para remover poeira e microorganismos dos pulmões (Burnstock et al., 2012).

Ainda no sistema respiratório, a liberação de mucina das células caliciformes das vias aéreas é estimulada pelo ATP, atuando através de receptores P2. Os receptores P2U (isto é, P2Y2 e/ou P2Y4) foram posteriormente implicados na regulação da secreção de mucina pelo ATP e pelo UTP em linhagem de células caliciformes das vias aéreas e em células brônquicas humanas diferenciadas. Posteriormente, comprovou-se que o ATP causa liberação de mucina das células caliciformes em ratos e em humanos. O UTP pode melhorar a secreção de mucina e a expressão do gene da mucina através de diferentes vias de sinalização em culturas de tecidos traqueobrônquicos humanos. Os receptores P2Y2 fornecem uma via principal para a regulação da secreção de mucina por ATP e UTP que atuam nas membranas apicais das células caliciformes via fosfolipase C (Burnstock et al., 2012). Verifica-se, por meio dos exemplos citados, que a sinalização purinérgica está envolvida em diversas funções celulares no trato respiratório.

Sobre a sinalização purinérgica no sistema cardiovascular, hoje se estabelece que os nucleotídeos e nucleosídeos atuam nos purinoreceptores dos cardiomiócitos, nós atrioventricular e sinoatrial, fibroblastos cardíacos e vasos sanguíneos coronários. O tônus vascular é controlado por um mecanismo duplo. O ATP, liberado dos nervos simpáticos perivasculares, causa vasoconstrição em grande parte via receptores P2X1. As células endoteliais liberam ATP em resposta a alterações no fluxo sanguíneo (por estresse de cisalhamento) ou hipóxia, para atuar nos receptores P2 nas células endoteliais para produzir óxido nítrico, fator hiperpolarizante derivado do endotélio ou prostaglandinas, causando vasodilatação. O ATP também é liberado dos nervos sensório-motores durante a atividade do reflexo antidrômico, para produzir relaxamento de alguns vasos sanguíneos. A sinalização purinérgica está envolvida na fisiologia dos eritrócitos e plaquetas. O ATP é liberado pelos eritrócitos e plaquetas, e os purinoreceptores e ectonucleotidases são expressos por essas células. Os receptores P1, P2Y1, P2Y12 e P2X1 são expressos em plaquetas, que mediam a agregação plaquetária e a mudança de forma. As ações (tróficas) de longo prazo dos nucleosídeos e nucleotídeos de purina e pirimidina promovem a migração e a proliferação do músculo liso vascular e das células endoteliais via receptores P1 e P2Y, podendo ter implicações patológicas, dependendo da intensidade (Burnstock, 2017).

Existem evidências de que o ATP também aumenta a atividade mecânica e a produção de inositol trifosfato no coração, indicando mediação pelos receptores P2Y. Os efeitos inotrópicos positivos do ATP nos cardiomiócitos parecem ser mediados pelos receptores P2Y11. Existem interações entre receptores purinérgicos e adrenérgicos na regulação da contratilidade miocárdica no desenvolvimento pós-natal. A ativação do ATP via adenosina e receptor P1 aumenta a secreção de peptídeo natriurético atrial, enquanto a UTP via receptores P2Y diminui a secreção de peptídeo natriurético atrial. A sinalização mediada pelo receptor P2Y está envolvida na sincronização intercelular de oscilações intracelulares de Ca2+ em miócitos cardíacos. O estresse de cisalhamento induz uma onda Ca2+ através da liberação autócrina de ATP que atua nos receptores P2Y1 nos miócitos atriais. Os efeitos da nicotinamida adenina dinucleotídeo no coração parecem ser mediados por receptores P2. Cabe ressaltar que a sinalização purinérgica parece estar envolvida no desenvolvimento embrionário do coração, uma vez que a ativação por ATP e ADP é capaz de promover a cardiomiogênese de células-tronco embrionárias (Burnstock, 2017).

O ATP extracelular também tem se destacado por ter uma função na regulação do tônus vascular dos rins e, consequentemente, da fisiologia renal. O ATP extracelular pode modular a microcirculação renal através da ligação aos receptores P2X (vasoconstrição) e P2Y (vasodilação). A sinalização purinérgica também está envolvida em vários outros mecanismos renais importantes, tais como feedback tuboglomerular, controle da liberação de renina, uma enzima que regula a entrada e saída de sangue do glomérulo com aumento ou diminuição da pressão arterial, e o transporte de água e eletrólitos no túbulo renal (Chan; Unwin; Burnstock, 1998; Vallon; Muhlbauer; Osswald, 2006; Burnstock; Vaughn; Robson, 2014). Além disso, cabe destacar também que tanto o ATP liberado de neurônios parassimpáticos como o urotélio estão envolvidos no processo de contração da bexiga. O urotélio expressa vários tipos de receptores purinérgicos e durante o processo de enchimento da bexiga tem sido sugerido que o ATP ao interagir com receptores P2X3 e P2X2 em nervos sensoriais suburoteliais, pode mediar uma via de sinalização importante relacionada ao início do reflexo miccional e a sensação de enchimento e urgência da bexiga (Burnstock, 2014; Andersson, 2015).

Em órgãos do sistema gastrointestinal, várias ações fisiológicas têm sido mediadas pela sinalização purinérgica. Tanto o ATP quanto a adenosina têm sido implicados em regular a motilidade do trato gastrointestinal (Bornstein, 2008). No intestino, o ATP também atua na regulação da secreção e absorção de células epiteliais e no controle do tônus vascular intestinal. Em estudos experimentais com ratos, tem sido demonstrado que os receptores A1 e em menor extensão os A2A e A2B contribuem para a vasodilatação mediada por adenosina no jejuno. Purinoreceptores P2X e P2Y também estão envolvidos em processos como liberação de bile, metabolismo de glicogênio, secreção gástrica e das glândulas salivares e a neurotransmissão entérica (Burnstock, 2014).

Receptores purinérgicos (P2 e P1) e ectonucleotidases também são expressos nas células pancreáticas e influenciam a atividade das células alfa e beta, produtoras de glucagon e insulina, respectivamente. Os receptores P2 podem aumentar e amplificar os sinais associados ao efeito da glicose na secreção de insulina ou apoptose das células beta. Os receptores P2X facilitam o influxo de Ca2+/Na+ e a despolarização da membrana e, como resultado, podem provocar secreção de insulina mesmo em baixas concentrações de glicose. Alguns receptores P2Y aumentam o Ca2+ celular e ativam as vias da proteína quinase C (PKC). Além disso, outros receptores P2Y e adenosina afetam a via do cAMP e possivelmente a sinalização Epac. Nas células alfa pancreáticas, foi demonstrado que o ATP estimula a secreção de glucagon. Outros estudos demonstraram que o feito do ADP seria ainda maior que o do ATP nesse estímulo. Também há evidência da participação de receptores de adenosina A2 em células alfa secretoras de glucagon (Burnstock; Novak, 2012; Bjelobaba; Janjic; Stojilkovic, 2015).

A glândula tireoide é inervada por aferentes simpáticos, parassimpáticos e sensoriais e, portanto, o ATP pode ser coliberado das terminações nervosas, das células endoteliais capilares ou das próprias células da tireoide. Muito pouco se sabe sobre as E-NTPDases na fisiologia da glândula tireóide. A atividade da eN foi detectada na glândula tireóide normal, enquanto as células do carcinoma papilífero da tireoide expressam fortemente a mesma enzima. A análise imuno-histoquímica da glândula tireóide sugeriu a expressão de P2X3R, P2X4R e P2X5R em células foliculares e endoteliais, mas não em células parafoliculares. Os tireócitos humanos expressam os mRNAs P2X3, P2X4, P2X5, P2X6 e P2X7. Os tireócitos humanos também expressam os mRNAs dos receptores P2Y1, P2Y2, P2Y4 e P2Y11 e o ATP induz a produção e liberação de interleucina-6 dessas células, presumivelmente através da ativação de um desses receptores. Em estados patológicos, mas não em estados fisiológicos, há também a expressão de receptores de adenosina nas células da tireoide (Bjelobaba; Janjic; Stojilkovic, 2015).

As células imunes possuem receptores purinérgicos e ectonucleotidases; possuem, portanto, muitas de suas funções controladas pela sinalização purinérgica. O ATP atualmente é reconhecido como um DAMP (padrão molecular associado ao dano), sendo liberado no meio extracelular em resposta a algum dano celular. A estimulação de neutrófilos e células T leva à liberação rápida de ATP, que aciona ciclos de feedback purinérgicos autócrinos que amplificam os estímulos fracos que essas células recebem durante a ativação celular (Ferrari et al., 2016). Não apenas o ATP, mas vários mecanismos de sinalização purinérgicos regulam a ativação dos diferentes tipos de células do sistema imunológico. Por exemplo, a ativação de células T induz a liberação de ATP através dos canais da panexina 1 que se translocam com os receptores P2X para a sinapse imune com outras células imunes, onde promovem o influxo de cálcio e a ativação celular por meio de sinalização purinérgica autócrina. Os neutrófilos liberam ATP em resposta aos mediadores quimiotáticos, e a sinalização autócrina, através de receptores purinérgicos, regula a quimiotaxia dessas células. A ativação de receptores purinérgicos nas células imunes pode desencadear mecanismos de feedback positivo ou negativo e, portanto, pode regular rigidamente as respostas imunes (Junger, 2011; Eltzschig; Sitkovsky; Robson, 2012).

Além dos mecanismos de retroalimentação autócrina que regulam a função das células imunes saudáveis, os receptores purinérgicos permitem que as células imunes reconheçam o ATP extracelular. Assim, os sistemas de sinalização purinérgica das células imunes atuam no reconhecimento dos sinais de “perigo”, e o ATP, liberado pelas células estressadas, atua como um “sinal de busca” que guia os fagócitos para os locais inflamados e promove a eliminação de células apoptóticas e danificadas. A sinalização purinérgica também é crucial para a ativação de inflamassomas (responsáveis pela ativação de processos inflamatórios) e a subsequente liberação de citocinas pró-inflamatórias, como a interleucina-1β (IL-1β), em resposta a DAMPs. Já a adenosina extracelular atua como um sinal imunorregulatório que modula a função de vários componentes celulares da resposta imune adaptativa e inata. Dada sua atividade principalmente imunossupressora, sabe-se que a adenosina interfere em estágios posteriores do processo inflamatório como mediador de feedback negativo, ativando células T Regulatórias e mediando a liberação de citocinas anti-inflamatórias como a IL-10, por exemplo (Antonioli et al., 2012; Ferrari et al., 2016). Sendo assim, verifica-se que o equilíbrio entre as concentrações de ATP (pró-inflamatório) e adenosina (anti-inflamatória) é um fator crucial na homeostase imune e, dessa forma, as ectonucleotidases possuem um papel importante na regulação dos níveis desses nucleotídeos e nucleosídeo.

A partir do exposto, conclui-se que o sistema purinérgico participa ativamente dos mecanismos celulares fisiológicos em praticamente todos os tecidos e órgãos, sendo parte importante do funcionamento do organismo como um todo. Muito se negligencia sobre esse sistema, possivelmente por falta de divulgação dos estudos dessa área. Este livro foi lançado com o intuito de disseminar o conhecimento já existente sobre as implicações fisiopatológicas da sinalização purinérgica em diversas situações, como se verifica nos próximos capítulos.

 

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