Marcelo José da Silva de Magalhães - mestradoti.com.br · Homo sapiens FIGURA 15- FIGURA 16- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon III FIGURA 17- Gene tas1r3 e posição do

1

Marcelo José da Silva de Magalhães

Influência do polimorfismo nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 na detecção do

estímulo doce e umami no Homo sapiens.

Belo Horizonte Novembro de 2015

2

Marcelo José da Silva de Magalhães

Influência do polimorfismo nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 na detecção do estímulo

doce e umami no Homo sapiens.

Orientadora: Dra. Laila Alves Nahum

Belo Horizonte Novembro de 2015

Dissertação apresentada à Faculdade Infórium

de Tecnologia como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Mestre no curso de

Tecnologia da Informação Aplicada à Biologia

Computacional

3

FOLHA DE APROVAÇÃO

Influência do polimorfismo nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 na detecção do estímulo doce e

umami no Homo sapiens.

Examinado por:

Prof.a Laila Alves Nahum/ orientadora

Faculdade Infórium de Tecnologia Centro de Pesquisas René Rachou (CPqRR)

Prof. Luiz Alexandre Viana Magno/ Membro titular

Faculdade Infórium de Tecnologia

Prof. Jonas Jardim de Paula/ Membro titular externo

Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais

Prof. Tadeu Henrique de Lima/ Membro suplente

Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG) Faculdade Infórium de Tecnologia

Belo Horizonte, ----- de ------------------- de 2015.

Dissertação apresentada à Faculdade Infórium

de Tecnologia como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Mestre no curso de

Tecnologia da Informação Aplicada à Biologia

Computacional

4

DEDICATÓRIA

A minha esposa Aline, pelo amor incondicional.

5

AGRADECIMENTOS

A Deus que me permitiu escolher o caminho do estudo proporcionando crescimento

intelectual e moral;

Prof.a Laila Alves Nahum, mais que orientadora, um exemplo de dedicação à ciência;

Aos acadêmicos de medicina das faculdades Funorte (Faculdade Unidas do Norte

de Minas) e FipMoc (Faculdades Integradas de Montes Claros). Eles foram mais um

incentivo para o meu aperfeiçoamento;

A Rosângela Silqueira Hickson coordenadora do curso de Tecnologia da Informação

Aplicada à Biologia Computacional por ter proporcionado uma nova oportunidade de

ampliar meus horizonte

A secretária do curso de Tecnologia da Informação Aplicada à Biologia

Computacional Francielle Costa Ramos por todas as orientações prestadas.

Aos meus pacientes, motivo maior para continuar estudando e renovando o

conhecimento;

Aos amigos neurocirurgiões Dr. Virgílio Bueno e Dr. Carlos Antônio que realizaram

inúmeros plantões no Hospital Aroldo Tourinho durante minhas ausências.

6

Influência do polimorfismo nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 na detecção do estímulo doce e umami no Homo sapiens.

RESUMO: umami e doce são sabores induzidos pelo glutamato monossódico (GMS)

aspartato e glicose respectivamente, os quais são detectados pelos receptores

heterodiméricos (T1R1, T1R2 e T1R3) acoplados á proteína G presentes nas papilas

gustativas da língua. A detecção do GMS e glicose diferem substancialmente entre

os indivíduos e está associada ao polimorfismo que ocorre nos receptores. Este é

um artigo de revisão das bases de dados PubMed utilizando os seguintes

descritores: “tas1r1” ,”tas1r2”, “tas1r3”, “polimorfismos”, “umami” e “doce”. Esta

revisão aponta que os polimorfismos simples não sinônimos (SNPs) do T1R1

(A372T) e T1R3 (A5T) estão associados ao aumento da percepção dos sabores

umami e doce pelos humanos. Em contraste, os SNPs (R757C) está associado à

redução da percepção do sabor umami pelos humanos.

PALAVRAS CHAVES: humano, polimorfismo, L-glutamato, receptores de sabor,

T1R1, T1R2, T1R3, umami, doce

7

Influence of polymorphisms on tas1r1, tas1r2 e tas1r3 gens in taste detection of sweet and

umami in Homo sapiens

ABSTRACT: Umami and sweet are the typical tastes induced by monosodium

glutamate (MSG), aspartate and glucose, respectively, which are detected by the

heterodimeric G protein–coupled receptor (T1R1, T1R2, and T1R3) presents on taste

bud of tongue. MSG and glucose detection differ substantially among individuals and

are associated with polymorphisms occurring in the T1R1 and T1R3 genes. This

work is a review and the search was conducted on electronic literature databases

(PubMed) using the following descriptors: "tas1r1”, “tas1r2”, “tas1r3” “polimorphisms”,

“umami” and “sweet”. This review points out that SNPs of T1R1 (A372T) and T1R3

(A5T) are associated with the increased perception of umami sensations in humans.

In contrast, the SNP (R757C) of T1R3 is associated with the decreased perception of

umami sensations in humans.

KEYWORDS: human, polymorphism, L-glutamate, taste receptors, T1R1, T1R2,

T1R3, umami, sweet.

8

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1- Corte histológico do tecido epitelial em superfície de papila gustativa exibindo botão gustativo........................................................23 FIGURA 2- Botão gustativo isolado.........................................................................23 FIGURA 3- Inervação gustativa da língua...............................................................25 FIGURA 4- Inervação gustativa da língua...............................................................25 FIGURA 5- Sequência de aminoácidos do receptor T1R1......................................29 FIGURA 6- Sequência de aminoácidos do receptor T1R2......................................31 FIGURA 7- Sequência de aminoácidos do receptor T1R3.................................... 33 FIGURA 8- Polimorfismo de nucleotídeo simples da base nitrogenada citosina pela timina...............................................................................36 FIGURA 9- FIGURA 10- Pequeno trecho de alinhamento das proteínas Q99PG6 (tas1r Mus musculus) e Q7RTX1 (tas1r1 Homo sapiens)..................40 FIGURA 11- Estrutura molecular dos aminoácidos e sua classificação conforme suas propriedades físico-químicas....................................40 FIGURA 12- Alinhamento de sequências dos receptores T1R1, T1,

T1R3 do Homo sapiens......................................................................44

FIGURA 13- Gene tas1r1 e posição do SNPns no éxon III.....................................50

FIGURA 14

Pequeno trecho de alinhamento das seguintes proteínas: Q99PG6 (ts1r1 Mus musculus), A0A088DCW5 (t1r1 Chaetura pelagica), A0A088DBQ4 (t1r1 Gallus gallus) C6L5J3 (t1r1 Vulpes vulpes japonica) e Q7RTX1 (tas1r1 Homo sapiens)

Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX1 na sequência superior (T1R1 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R1 com SNPns A372T

....................51

................................................................................38

http://www.uniprot.org/uniprot/A0A088DCW5

http://www.uniprot.org/uniprot/A0A088DBQ4

http://www.uniprot.org/uniprot/C6L5J3

9

FIGURA 15- FIGURA 16- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon III FIGURA 17- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon VI FIGURA 18- FIGURA 19- Pequeno trecho da proteína Q7RTX0-1 (T1R3 Homo sapiens- versão canônica deste receptor) região rica em cisteína FIGURA 20- FIGURA 21- Gene tas1r2 e posição do SNPns I191V no éxon II

FIGURA 22-

FIGURA 23-

Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX1 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na

sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns A537V

Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q8TE23 na sequência superior (T1R2 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R2 com SNPns I191V A-Receptores T1R1 e T1R3 com o SNPns A110V. B- molécula de glutamato no sítio de ligação do receptor T1R1 e os resíduos de aminoácidos os quais realiza ligações de hidrogênio. C- molécula de glutamato se ligando ao receptor T1R1 portador do SNPns A110V

Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX0 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns R757C

Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal omega das proteínas Q7RTX0 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns

................................................52

..............................52

..............................53

....................54

.................54

...................57

...................56

....................58

.....................................................60

10

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1- Principais periódicos envolvendo polimorfismo e os genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3..........................................................................21

QUADRO 2- Resumo dos principais receptores e suas especificidades quanto à modalidade de sabor..............................................................27

QUADRO 3- Domínios do receptor T1R1..................................................................30

QUADRO 4- Domínios do receptor T1R2. ................................................................32

QUADRO 5- Domínios do receptor T1R3. ................................................................34

QUADRO 6- Aminoácidos e suas respectivas representações por siglas e letras..................................................................................................39 QUADRO 7-Polimorfismo de nucleotídeo presentes nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3.......................................................................................47

11

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1-

GRÁFICO 2-

GRÁFICO 3-

GRÁFICO 4-

SNPns e SNPs e a probabilidade de desenvolvimento de doença conforme o grau de conservação da região do DNA acometida.

SNPns e SNPs e a probabilidade de desenvolvimento de doença conforme o grau de acessibilidade de um solvente ao sítio da mutação.

Taxas de intensidade para cloreto de sódio 1M, sacarose

1M, ácido cítrico 32 Mm e quinino 1 Mm aplicados

bilateralmente na ponta da língua nas papilas fungiformes

e no dorso da língua nas papilas circunvaladas entre os o

grupo com genótico GG e AA/AG para o SNPns A372T.

Grau de resposta da quimera T1R3+ T1R1 com diferentes

SNPns no aminoácido 537-alanina.

...................................................................38

................................................................41

...................50

.................................................58

12

LISTA DE ABREVIATURAS e SIGLAS

DNA Deoxyribonucleic acid- ácido desoxirribonucleico

GM148 Homônimo do receptor T1R1

GMS Glutamato monossódico

GPCRs G-protein-coupled receptor- receptor acoplado à proteina G

GPR70 Homônimo do receptor T1R1

GPR71 Homônimo do receptor T1R2

HEK293 Human Embryonic Kidney 293-célula embrionária de rim humano 293

HGMD Human Gene Mutation Database-base de dados de mutação dos genes humanos

mGluRs Metabotropic glutamate receptors- receptores metabotrópicos de glutamato

OMIM Online Mendelian Inheritance in Man-

PKD2L1 Receptor do sabor ácido-

RMSD Root-mean-square deviation- desvio da raiz quadrada média

SNP Simple Nucleotide Polymorphism-polimorfismo de nucleotídeo único

SNPns Non-synonymous Simple Nucleotide Polymorphism

polimorfismo de nucleotídeo único não sinônimo

T2R16 Receptor do sabor amargo





TAS1R1 Gene do receptor gustativo T1R1



TR2 Homônimo do receptor T1R2

UniProt Universal Protein Resource-

13

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................15

2 OBJETIVOS ..........................................................................................................16

2.1 Objetivo geral ....................................................................................................16

2.2 Objetivos específicos.......................................................................................16

3 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................17

4 OBJETO ................................................................................................................18

4.1 Problema ...........................................................................................................18

4.2 Hipótese básica.................................................................................................18

5 METODOLOGIA ....................................................................................................19

5.1 Critérios de inclusão .........................................................................................19

5.2 Critérios de exclusão........................................................................................19

6 RESULTADOS......................................................................................................20

7 EMBASAMENTO TEÓRICO.................................................................................22

7.1 Aspectos gerais da gustação..........................................................................22

7.2 Aspectos neuroanatômicos da gustação........................................................24

7.3 O sabor doce......................................................................................................26

7.3 Sabor umami......................................................................................................27

7.4 Receptor T1R1....................................................................................................28

7.5 Receptor T1R2....................................................................................................30

7.6 Receptor T1R3....................................................................................................32

7.7 Ativação molecular dos receptores T1R durante a alimentação...................34

7.8 Diferenças nos receptores T1R1 e T1R3 em diferentes espécies................35

7.9 Polimorfismos....................................................................................................35

7.10 Conceitos de homologia, ortologia e paralogia............................................42

7.11 Polimorfismos dos receptores T1R................................................................45

8 DISCUSSÃO...........................................................................................................48

8.1 Influência dos SNPns’s sobre os receptores T1R2 e T1R3 no grau de percepção individual do sabor doce e umami..................................48

8.2 SNPns A372T do receptor T1R1 e aumento da percepção do sabor ............................................................................................................49

14

8.3 SNPns A5T do receptor T1R3 e aumento da percepção do sabor umami..................................................................................................................51

8.4 SNPns R757C do receptor T1R3 e redução da percepção do sabor umami................................................................................................................52 8.5 Influência dos SNPns’s nas regiões ricas em cisteína do receptor T1R3 no grau de percepção individual do sabor doce...................................54 8.6 Polimorfismos I191V e S9C do receptor T1R2 e sua influência na dieta de açúcar..............................................................................................57 8.7 Influência do SNPns A110V na estrutura tridimensional do dímero

T1R1-T1R3 e redução da percepção do sabor umami...................................58

9 CONCLUSÕES.....................................................................................................61

REFERÊNCIAS........................................................................................................62

ANEXO I...................................................................................................................67

ANEXO II .................................................................................................................72

15

1 INTRODUÇÃO

A língua é um órgão que recebe inervação de múltiplos pares de nervos cranianos e

apresenta funções importantes como a fonação, mastigação e a gustação. Por meio

da gustação o indivíduo pode selecionar os alimentos que irá ingerir, procurar

adequadamente fontes de nutrientes ricas em energia, como também, afastar-se de

alimentos potencialmente venenosos, como por exemplo o tanino presente em

diversas plantas.

Sabe-se que os alimentos ricos em carboidratos, açúcares, cetonas, aldeídos e

peptídeos (aspartame) propiciam, em humanos, respostas gustativas do tipo doce, já

os alimentos ricos em L-aminoácidos, especialmente glutamato monossódico e

aspartato, evocam uma sensação denominada umami. A percepção dessas duas

modalidades de sabor é realizada a partir dos receptores T1R1, T1R2 e T1R3

presentes nas papilas gustativas.

Ocorre que alguns polimorfismos presentes nos genes tas1r podem produzir um

receptor com uma sequência peptídica diferente daquela mais frequente, o que por

consequência, em muitos casos, levará a uma modificação no grau de percepção

daquela modalidade de sabor que o receptor desempenha.

O presente trabalho faz uma revisão da literatura a respeito dos polimorfismos

presentes nos genes dos receptores T1R1, T1R2 e T1R3 e sua influência na

percepção dos sabores doce e umami pelo Homo sapiens.

16

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Revisar a influência dos polimorfismos nos genes dos receptores T1R1, T1R2 e

T1R3 na percepção dos sabores doce e umami pelo Homo sapiens.

2.2 Objetivos específicos

- Descrever quais destes polimorfismos dos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 são mais

frequentes em humanos.

- Correlacionar os diferentes polimorfismos com a alteração no limiar de percepção

do sabor doce e umami pelo humano.

17

3 JUSTIFICATIVA

Indivíduos de uma mesma população de Homo sapiens apresentam graus distintos

de capacidade de detecção dos sabores doce e umami. Um melhor conhecimento

dos polimorfismos nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 no Homo sapiens pode

contribuir para o entendimento do porque alguns indivíduos selecionam

preferencialmente alimentos que proporcionam respostas gustativas do tipo doce e

umami.

18

4 OBJETO

4.1 Problema

Qual a influência do polimorfismo de nucleotídeo único (do inglês, single nucleotide

polymorfism - SNP) na detecção dos sabores doce e umami na espécie Homo

sapiens?

4.2 Hipótese básica orientadora do estudo

A presença de polimorfismo de nucleotídeo único nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3

pode alterar o limiar da espécie Homo sapiens na detecção dos sabores doce e

umami.

19

5 METODOLOGIA

Trata-se de uma revisão da literatura realizada a partir da reunião de uma base

conceitual e teórica sobre o tema. Foram utilizados para a elaboração desta revisão

apenas periódicos presentes no Pubmed selecionados a partir dos seguintes

descritores: T1R1, T1R2 e T1R3, polymorphims, tas1r1, tas1r2 e tas1r3.

a) critérios de inclusão

Foram incluídos apenas artigos científicos envolvendo Homo sapiens como objeto

de estudo e que apresentem análise de polimorfismos de nucleotídeo simples não

sinônimo dos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3.

b) critérios de exclusão

Foram excluídos artigos que apresentavam o foco do estudo em receptores

provenientes dos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 localizados fora das papilas

gustativas.

20

6 RESULTADOS

A investigação realizada em agosto de 2015 no Pubmed utilizando os seguintes

descritores: T1R1, T1R2 e T1R3, polymorphims, tas1r1, tas1r2 e tas1r3 e com

restrição de buscas somente para artigos envolvendo Homo sapiens obteve os

seguintes resultados:

-descritores “T1R1” e polymorphims- obtidos três artigos, os quais preenchiam os

critérios de inclusão.

-descritores “tas1r1” e “polymorphims”- obtidos oito artigos, os quais apresentaram

os critérios de inclusão.

-descritores “T1R2” e “polymorphims”- obtido um artigo. Após verificar que esse

resultado de busca apresentou critério de exclusão seu conteúdo não foi utilizado na

confecção deste trabalho.

-descritores “tas1r2” e “polymorphims”- obtidos sete artigos, os quais apresentaram

os critérios de inclusão.

-descritores “T1R3” e “polymorphims”- obtidos cinco artigos. Após verificar que um

dos resultados apresentou critério de exclusão, apenas quatro artigos foram

utilizados na confecção deste trabalho.

-descritores “tas1r3” e “polymorphims”- obtidos 10 artigos. Todos os artigos foram

utilizados na confecção deste trabalho por apresentarem os critérios de inclusão.

Nota-se que durante as sucessivas pesquisas realizadas no Pubmed utilizando os

descritores supracitados, as buscas apresentaram artigos em comum (QUADRO 1).

21

Autor Periódico N° de indivíduos e

nacionalidade CHEN et al., 2009 Am J Clin Nutr N=242, EUA

ENY et al., 2010 Am J Clin Nutr N=1443, Canada

FUSHAN et al., 2009 Curr Biol. N=144, diferentes nacionalidades

JIANG et al., 2004 The Journal of

Biological Chemistry

In vitro

RALIOU et al., 2011 Chem. Senses. In vitro

RAWAL et al., 2013 Chem. Senses. N=92, EUA

SHIGEMURA et al.,

2009

PLoS ONE. In vitro

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19559618

22

7 EMBASAMENTO TEÓRICO

7.1 Aspectos gerais da gustação

A língua é um órgão que recebe inervação de múltiplos pares de nervos cranianos

dificultando o seu estudo. Além de auxiliar da fonação e mastigação, este órgão

apresenta em sua superfície botões gustativos que produzem estímulos nervosos

conforme a natureza química dos alimentos que, conjuntamente às informações

sobre sua textura, levam o indivíduo a selecionar os alimentos que irá ingerir.

Através da gustação, o organismo cria uma percepção de um estímulo químico

podendo assim procurar adequadamente fontes de nutrientes ricas em energia,

como também, se afastar de alimentos potencialmente venenosos. (LINDEMANN,

2001).

As leves sensações dolorosas na superfície da língua induzidas pelos condimentos

(principalmente a pimenta) também modificam o sabor final dos alimentos através da

estimulação das terminações nervosas livres do nervo trigêmeo presentes neste

órgão. Curiosamente o cheiro age em conjunto com o sabor dos alimentos trazendo

mais informações sobre sua constituição através do nervo olfatório. Corroborando

esses fatos, durante o período em que uma pessoa apresenta um resfriado nota-se

que a anosmia ou hiposmia acarreta uma redução da percepção do sabor do

alimento que aparentemente se torna mais insípido. (LINDEMANN, 2001).

Quanto à gustação, pode-se dizer que os alimentos poderiam ser agrupados em

cinco grandes grupos ou sensações gustativas primárias: ácido, doce, azedo,

amargo e umami. Através da mistura destas diferentes modalidades primárias todos

os diferentes sabores são formados e captados através dos receptores gustativos

(MATSUNAMI, 2000).

As células receptoras localizam-se nos botões gustativos que ficam nas papilas

sobre o dorso da língua. Cada botão gustativo possui cerca de 50-150 células

receptoras (Figuras 1 e 2). No ápice de cada célula gustativa encontramos

23

microvilosidades que permanecem em contato com o poro gustativo e com isso

entram em contato direto com os alimentos durante o processo de alimentação. As

papilas circunvaladas localizadas na região posterior da língua albergam cada uma

cerca de centenas de botões gustativos. As papilas foliadas predominantes na

região postero-lateral da língua contêm dezenas a centenas de botões gustativos e

as papilas fungiformes predominantes nos 2/3 anteriores da língua possuem poucos

botões gustativos. Além da língua, encontramos botões gustativos no palato,

esôfago proximal e pilares das tonsilas (MATSUNAMI, 2000).

As células receptoras apresentam uma vida muito curta sendo substituídas a cada

duas semanas. Um fato ainda não bem elucidado é como se dá a nova ligação da

fibra nervosa para transmitir as informações gustativas após a substituição dessas

células receptoras por outras novas (LINDEMANN, 2001).

Os botões gustativos são mais numerosos nas crianças e após os 45 anos de idade

esse número se torna progressivamente menor, modificando a capacidade gustativa.

Contrariando a crença antiga da existência na língua de locais específicos para

percepção de cada modalidade primária de sabor, nota-se que a percepção de cada

sabor se faz em todo do dorso da língua (GUYTON, 2006).

FIGURA 1- Corte histológico do

tecido epitelial em superfície de

papila gustativa exibindo botão

gustativo. Note seu aspecto esférico

com inúmeras células em seu

interior. FONTE MAGALHÃES, M .

J.S. Capítulo pares cranianos. in.

Neuroanatomia humana aplicada à

clínica médica. Editora Medbook.

FIGURA 2- Botão gustativo

isolado. Cada uma destas

unidades possui cerca de 50 a 150

células receptoras gustativas.

Localizam-se sobre a superfície

das papilas gustativas na língua.

FONTE- MAGALHÃES, M . J.S.

Capítulo pares cranianos. in.

Neuroanatomia humana aplicada

à clínica médica. Editora

Medbook.

24

A gustação fornece ao animal a capacidade de selecionar o alimento e modificar seu

instinto conforme as necessidades e alterações metabólicas do organismo

(fenômeno da preferência gustativa). Quando se come um alimento doce, surge a

sede. Posteriormente, surge um comportamento de repulsa a alimentos com níveis

elevados de açúcar. Indivíduos com insuficiência adrenal apresentam baixas

concentrações de mineralocorticoides, levando a redução dos níveis de sódio no

organismo, aumentando com isso a preferência pelos alimentos salgados

(GUYTON, 2006).

7.2 Aspectos neuroanatômicos da gustação:

Os 2/3 anteriores da língua e mucosa adjacente possuem receptores gustativos com

axônios que alcançam o nervo lingual (V3). Este nervo apresenta anastomose com o

nervo corda do tímpano (ramo do nervo facial) que por sua vez apresenta o corpo

neuronal localizado no gânglio geniculado com o prolongamento central realizando

sinapse no núcleo do trato solitário. O 1/3 posterior da língua e região da orofaringe

possuem receptores gustativos com fibras que percorrem o nervo glossofaríngeo

que possui o corpo neuronal das fibras localizado no gânglio sensorial do nervo

glossofaríngeo (NC IX) com o processo central deslocando-se para o tronco

encefálico chegando ao núcleo do trato solitário. A região da epiglote e parede da

hipofaringe apresenta receptores gustativos que apresentam fibras nervosas que

percorrem o nervo vago. Estas fibras possuem o corpo neuronal localizado no

gânglio sensitivo do nervo vago com o prolongamento central dos axônios

penetrando no tronco encefálico pelo mesmo nervo craniano e chegando ao núcleo

do trato solitário. A mucosa localizada no palato e nasofaringe apresenta receptores

gustativos com fibras que inicialmente passam através de ramos do nervo maxilar

(V2). Essas fibras nervosas levando a informação gustativa atravessam a fossa

pterigopalatina até alcançar o gânglio pterigopalatino. A partir deste gânglio as fibras

alcançam o nervo petroso superficial maior (ramo do nervo facial) chegando até o

gânglio geniculado (gânglio do nervo facial) local onde se encontram os corpos

neuronais desta via gustativa. A via gustativa a partir do núcleo do trato solitário

produz projeções em direção ao núcleo posteromedial do tálamo. As fibras oriundas

25

deste núcleo talâmico direcionam-se para o córtex gustativo localizado na região

anterior da ínsula e opérculo frontal (IVAN, 2003) (Figura 3 e 4).

FIGURA 3- Inervação

gustativa da língua. A

inervação gustativa dos

2/3 anteriores da língua é

realizada pelo nervo facial.

O nervo glossofaríngeo é o

responsável pela

inervação gustativa do 1/3

posterior FONTE-

MAGALHÃES, M. J.S.

Capítulo pares cranianos.

in. Neuroanatomia humana

aplicada à clínica médica.

Editora Medbook

FIGURA 4- Inervação gustativa da língua. Note que as fibras gustativas alcançam o

núcleo do trato solitário através de diferentes nervos cranianos: trigêmeo, facial,

glossofaríngeo e vago. FONTE- MAGALHÃES, M . J.S. Capítulo pares cranianos. in.

Neuroanatomia humana aplicada à clínica médica. Editora Medbook

26

7.3 O sabor doce

Alimentos ricos em carboidratos, proteínas (taumatina e aspartame), açúcares,

cetonas, aldeídos e aminoácidos (alanina, glicina e serina) propiciam em humanos,

respostas gustativas do tipo doce em um grau maior ou menor. Essa atrativa

modalidade de sabor está associada à presença de diferentes sítios de ligação aos

receptores acoplados á proteína G (G-protein-coupled receptors-GPCRs), T1R1,

T1R2 e T1R3 (Quadro 2). Tais receptores são caracterizados pela presença de

domínios amino-terminais longos extracelulares, cuja função está associada ao

reconhecimento e ligação a moléculas presentes nos alimentos que conferem esse

tipo de sabor. Estudos como o de Li (2009) em que a expressão dos receptores

T1R2 e T1R3 foi bloqueada em ratos por alterações genéticas artificiais, as

sensações dessa modalidade de sabor ficaram abolidas nestes roedores. Os felinos

apresentam naturalmente a deleção do gene dos receptores T1R2 explicando o já

conhecido comportamento indiferente destes animais frente a um alimento doce,

fenômeno também conhecido como pseudogenização de gene (LI, 2009).

27

7.4 Sabor umami

A maioria dos mamíferos apresenta uma atração pelos alimentos ricos em L-

aminoácidos, especialmente glutamato monossódico e aspartato. Esses

aminoácidos evocam uma sensação denominada recentemente como umami, que

em japonês significa “sabor delicioso”. Houve um direcionamento ecológico de cada

grupo de animais para determinados tipos de alimentos. Nota-se que somente o L-

glutamato e L-aspartato estimulam fortemente o sabor umami entre humanos e entre

ratos os demais L-aminoácidos estimulam este tipo de resposta (IWASAKI, 1985).

Receptores de diferentes modalidades de sabor

Sabor Receptor Classe de

composto

Exemplo de composto testado

Doce T1R2+T1R3 Açúcar Sacarose, frutose, glicose e maltose

Adoçantes

artificiais

Sacarina, acesulfame-K, ciclamato,

Aspartame D-aminoácidos D-fenilalanina, D-alanina, D-serina,

Proteínas doces Monelina, taumatina, curculina

Umami T1R1+T1R3 Aminoácidos L-glutamato, L-AP 4, Glicina, L-amino- ácidos

Nucleotídeos IMP, GMP, AMP

Amargo T2R5 Cicloheximida

T2R8

T2R44

T2R4

Denatonium

T2R16 Salicina

T2R38 PTC

T2R43

T2R44

Sacarina

Não descrito Compostos

tóxicos

Quinino, Estricnina e atropina

Ácido PKD2L1 Ácidos Ácido cítrico, ácido tartárico

QUADRO 2- Resumo dos principais receptores gustativos e suas especificidades

quanto à modalidade de sabor.

Legenda: L-AP 4 (ácido L-2-amino-4-Fosfonobutírico), IMP (monofostato inositol), GMP (guanosina 5’ monofosfato), AMP (adenosina monofosfato) FONTE- adaptado de Lindemann (2001).

28

Os receptores envolvidos na percepção da modalidade umami são T1R1 e T1R3,

apesar do conhecimento da existência do receptor gustativo acoplado à proteína G

denominado receptor de glutamato metabotrópico truncado 4 (taste-mGluR4)

(CHAUDHARI , 2000) (Quadro 2). Estudos como o de Iwasaki (1985) envolvendo

uma mutação homozigótica em ratos levando a não expressão destes receptores

acarretou a perda da atração por alimentos ricos em glutamato monossódico por

esses animais (IWASAKI, 1985).

7.5 Receptor T1R1

O receptor T1R1 também recebe outras denominações como: TR1, GM148 e

GPR70 (MAX, 2001). A nomenclatura utilizada para o gene do receptor T1R1 é

tas1r1. O gene tas1r1 localiza-se no cromossomo 1 em humanos, mais

precisamente no segmento 1p36.23. Este gene apresenta 22577 pares de bases em

sua extensão apresentando como genes adjacentes nol9 e zbtb48. Após a

transcrição do gene tas1r1 é formado um RNA que quando traduzido leva à

formação de uma proteína de 841 aminoácidos (Figura 5). O receptor T1R1 como os

outros receptores acoplados a proteína G apresenta em sua composição vários

domínios citoplasmáticos, extracelulares e transmembranas sendo este último

também conhecido com helicoidal (UniProt, 2015) (Quadro 3).

29

FIGURA 5- Sequência de aminoácidos do receptor T1R1 (identificador Q7RTX1).

FONTE- Disponível em:< http://www.uniprot.org/uniprot/Q7RTX1>. Acesso em:

20 de setembro de 2015.

http://www.uniprot.org/uniprot/Q7RTX1

30

Domínios do receptor T1R1

Descrição Posição Comprimento

Extracelular 20-567

547

Helicoidal 1 568-588 21

Citoplasmático 589-603 15


Extracelular 625-639 15











7.6 Receptor T1R2

O receptor T1R2 também recebe outras denominações aceitas na literatura como

TR2 e GPR71. A nomenclatura utilizada para gene do receptor T1R2 é tas1r2. O

gene tas1r2 localiza-se no cromossomo 1 no Homo sapiens, mais precisamente no

segmento 1p36.13. Trata-se de um gene que apresenta seis éxons em sua

estrutura. Esse gene tas1r2 apresenta genes adjacentes o aldh4a1 e pax. Depois de

traduzido, o RNA transcrito pelo gene tas1r2 produz uma proteína constituída por

839 aminoácidos (Figura 6) (UniProt, 2015). O receptor T1R2 como outros

receptores acoplados à proteína G apresenta em sua composição vários domínios

citoplasmáticos, extracelulares e transmembranas sendo este último também

conhecido como helicoidal (Quadro 3) (UniProt, 2015).

FONTE-Disponível em:<

http://www.uniprot.org/uniprot/Q7RT

X1>. Acesso em: 20 de setembro

de 2015.

QUADRO 3- Domínios do receptor T1R1.

31

FIGURA 6- Sequência de aminoácidos do receptor T1R2. (identificador Q8TE23).

FONTE- Disponível em:< http://www.uniprot.org/uniprot/Q8TE23>. Acesso em: 27 de

setembro de 2015.

32



Extracelular 20-566

547















7.7 Receptor T1R3

O receptor T1R3 é oriundo da transcrição do gene tas1r3 localizado também no

cromossomo 1 em humanos, no lócus 1p36.33. Esse gene apresenta seis éxons em

sua estrutura e após a sua tradução produz uma proteína com um total de 852

aminoácidos (Figura 7). Adjacente ao gene tas1r3 encontram-se os genes cptp e

dvl1. O receptor T1R3 como ocorre nos outros receptores acoplados à proteína G

apresenta em sua composição vários domínios citoplasmáticos, extracelulares e

transmembranas sendo este último também conhecido com helicoidal (UniProt,

2015) (Quadro 5).

QUADRO 4 - Domínios do receptor T1R2.


http://www.uniprot.org/uniprot/Q8TE23>.

Acesso em: 20 de setembro de 2015.

33

FIGURA 7- Sequência de aminoácidos do receptor T1R3. (identificador Q7RTX0). FONTE- Disponível em:< http://www.uniprot.org/uniprot/Q7RTX0 >. Acesso em: 27 de setembro de 2015.


34



Extracelular 21-570

550















7.8 Ativação dos receptores T1R durante a alimentação

Durante a ingestão do alimento, alguns açúcares ao entrarem em contato com as

papilas gustativas presentes na língua irão ativar os receptores T1R2 e T1R3

presentes nos botões gustativos ai presentes. Estes dois distintos receptores

gustativos sofrerão inicialmente uma heterodimerização para promover sua ativação.

Adoçantes e sacarose são capazes de ativar o heterodímero T1R2+T1R3 nos

humanos, sendo que nos roedores nota-se que os adoçantes artificiais não

promovem a ativação desses receptores, logo não são capazes de perceber quando

adoçantes estão presentes nos alimentos (WAUSON, 2013). Alimentos ricos em L-

aminoácidos e glutamato monossódico levam a heterodimerização dos receptores

T1R1+T1R3 promovendo a ativação destes. Este sabor recebeu o nome de umami

sendo não promovido por alimentos ricos em D-aminoácidos.


http://www.uniprot.org/uniprot/Q7RTX0>.


QUADRO 5 - Domínios do receptor T1R3

35

A heterodimerização dos receptores T1R1+T1R3 e/ou T1R2+T1R3 leva à ativação

da proteína intracitoplasmática α-gustiducina que, por sua vez, libera a subunidade

Gβᵞ acarretando uma elevação da atividade da fosfolipase C β-2. Após essa fase,

nota-se que o inositol trifosfato induz a liberação do Ca2+ intracitoplasmático ativando

o canal iônico TRPM5 desencadeando um potencial de ação através do nervo corda

do tímpano (CHANDRASHEKAR, 2006).

7.8 Diferenças nos receptores T1R1 e T1R3 em diferentes espécies

Humanos e roedores exibem notáveis diferenças na habilidade em detectar certos

adoçantes artificiais. Os roedores, por exemplo, não sentem o sabor do Aspartame,

Monelina ou Taumatina, enquanto os humanos tem sensibilidade submilimolar (10-3

mol/L) a micromolar (10-6 mol/L) para estes compostos (DANILOVA, 1998). Nota-se

que entre humanos, ratos e camundongos os receptores T1R apresentam apenas

70% de identidade em suas sequências de aminoácidos (BROWN, 1993). Por outro

lado, receptores de outras famílias tais como GPCR compartilham mais de 90% de

identidade no nível das sequências de aminoácidos (GENBANK).

7.9 Polimorfismos

Um dos principais mecanismos evolutivos das espécies está associado a mutações

no material genético que podem resultar em divergências entre as proteínas

traduzidas. Essas mutações podem ocorrer através de deleções, substituições,

duplicações e inserções. Polimorfismo genético foi definido em 1971 por Cavalli-

Sforza e Bodmer como a ocorrência em uma mesma população de dois ou mais

alelos em um mesmo lócus com apreciável frequência (HEDRICK, 2011). O

polimorfismo pode contribuir para traços do fenótipo tais como cor da pele,

suscetibilidade a agentes farmacológicos e doenças. Dentre os mais de 30.000

genes presentes no genoma humano, com 3,12 bilhões de nucleotídeos, encontram-

36

se mais de 2 milhões de polimorfismos (MONÇORES, 2008). Esse tipo de alteração

gênica no DNA ocorre aproximadamente a cada 1.250 bases. Sabe-se que o

polimorfismo genético pode acarretar um resultado clínico ou não (DANIELI, 2002;

BIOLO, 2004).

Polimorfismo de nucleotídeo único ou polimorfismo de nucleotídeo simples (single

nucleotide polymorphism FONTE- UniProt. - SNP, lê-se "snip") é uma variação na

sequência de DNA que afeta somente um nucleotídeo, por exemplo: adenina (A),

timina (T), citosina (C) ou guanina (G), na sequência do genoma (DANIELI, 2002;

BIOLO, 2004) (Figura 8).

O SNP pode ser classificado ainda como “sinônimo” quando não produz alteração

da proteína codificada e será representado neste trabalho através da sigla SNPs.

Quando o SNP altera o aminoácido original é denominado “não sinônimo”

acarretando uma modificação na proteína traduzida a partir do RNA transcrito pelo

gene ao modificar o aminoácido original da cadeia peptídica. Neste trabalho o SNP

não sinônimo será representado pela sigla SNPns (PAULINE, 2006).

FIGURA 8- Polimorfismo do nucleotídeo citosina pela timina. FONTE- https://hive.biochemistry.gwu.edu

http://pt.wikipedia.org/wiki/DNA

http://pt.wikipedia.org/wiki/Adenina

http://pt.wikipedia.org/wiki/Timina

http://pt.wikipedia.org/wiki/Citosina

http://pt.wikipedia.org/wiki/Guanina

http://pt.wikipedia.org/wiki/Genoma

37

Os SNPns são variantes do DNA que acarretam uma alteração nos aminoácidos

presentes nas proteínas podendo como consequência apresentar grande impacto na

saúde humana. Por isso é de fundamental importância distinguir o SNPs dos SNPns,

já que o primeiro grupo não afeta a sequência final de aminoácidos da proteína

(PAULINE, 2006).

Na população humana estima-se que 67.000 a 200.000 SNPns estejam presentes

no genoma e que cada indivíduo seja heterozigoto para 24.000 a 40.000 SNPns

(MONÇORES, 2008). Através de dois bancos de dados específicos para mutações

no genoma humano (Online Mendelian Inheritance in Man - OMIM e Human Gene

Mutation Database - HGMD) foi constatado que aproximadamente metade das

alterações genéticas por SNPns descritas no genoma já foram encontradas em uma

doença (PAULINE, 2006). Outro achado também associado ao surgimento de

doença com a presença de SNPns é a alteração de aminoácido na sequência

proteica que leve a modificação das características estruturais de sítios de ligação

quando comparado a estrutura da proteína oriunda de DNA sem o SNPns no gene

codificador (STITZIEL, 2004).

Dentre as observações descritas sobre SNPns e manifestação de doenças tem se

observado que o surgimento destas apresentam associação com alterações do DNA

em regiões conservadas (MILLER, 2001) (Figura 9) (Gráfico 1) (Quadro 5).

Usualmente nos alinhamentos de sequências homólogas de proteínas revelam-se as

regiões conservadas ao longo da evolução entre as diferentes espécies. Regiões

conservadas entre proteínas homólogas usualmente desempenham funções

similares (PAULINE, 2006).

38

FIGURA 9- Pequeno trecho de alinhamento das seguintes proteínas: Q99PG6 (tas1r1 Mus musculus), A0A088DCW5 (tas1r1 Chaetura pelagica), A0A088DBQ4 (tas1r1 Gallus gallus ) C6L5J3 (tas1r1 Vulpes vulpes japonica) e Q7RTX1 (tas1r1 Homo sapiens). O alinhamento revela em cinza regiões de sequências conservadas dos aminoácidos. FONTE- Sequências recuperadas do UniProt e alinhadas utilizando o programa Clustal Omega.

FONTE- Adaptado de PAULINE, C.N.G.; HENIKOFF, S. Predicting the Effects of Amino Acid Substitutions on Protein Function. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 7:61–80, 2006.

GRÁFICO 1- SNPns e SNPs e a probabilidade de desenvolvimento de doença conforme o grau de conservação da região do DNA acometida. Nota-se que a linha verde representa SNPns os quais são menos frequentes em sítios conservados. A linha vermelha revela como as mutações ocorridas nos sítios conservados apresentam probabilidade maior de estarem associados à doença. Por último, a linha azul representa o SNPs onde a falta de modificação da cadeia peptídica não resulta modificações.

http://www.uniprot.org/uniprot/A0A088DCW5

http://www.uniprot.org/uniprot/A0A088DBQ4

http://www.uniprot.org/uniprot/C6L5J3

39

Alanina Ala A

Cisteína Cys C

Glutamato Glu E

Fenilalanina Phe F

Glicina Gly G

Histidina His H

Isoleucina Ile I

Lisina Lys K

Leucina Leu L

Metionina Met M

Asparagina Asn N

Prolina Pro P

Glutamina Gln Q

Arginina Arg R

Serina Ser S

Treonina Thr T

Selenocisteína Sec U

Valina Val V

Triptofano Trp W

Tirosina Tyr Y

Através deste conhecimento prévio foi possível o desenvolvimento de softwares que

por meio de algoritmos criam um ranqueamento com pontos para cada SNP

identificado na sequência, acusando presença ou não de similaridade entre os

aminoácidos envolvidos (Figura 10 e 11). Para se exemplificar esta ideia, quando um

alinhamento de aminoácidos apresenta tirosina e triptofano em determinada região

da sequência, é provável que outro aminoácido aromático seja também bem

tolerado naquele sítio e desempenhe pouca alteração na função original daquele

sítio já que estes apresentam características físico-químicas parecidas. (PAULINE,

2006).

FONTE- Adaptado de: LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M. - Princípios de Bioquímica. São Paulo, Sarvier, 1995.

QUADRO 6- Aminoácidos e suas respectivas representações por siglas e letras respectivamente.

40

FIGURA 10- Pequeno trecho de alinhamento das proteínas Q99PG6 (tas1r1 Mus musculus) e Q7RTX1 (tas1r1 Homo sapiens). Destacado em cinza as similaridades dos aminoácidos com mesma característica química. FONTE- Sequências recuperadas do UniProt e alinhadas utilizando o programa Clustal Omega.

FIGURA 11- Estrutura molecular dos aminoácidos e sua classificação conforme suas propriedades físico-químicas. FONTE- Adaptado de LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica. São Paulo, Sarvier, 1995.

41

Uma segunda linha de pesquisa quanto à detecção de SNPs é aquela que se baseia

no modelo de estrutura tridimensional da proteína. A partir deste raciocínio que

foram desenvolvidos softwares capacitados em dar uma pontuação para cada SNP

identificado na sequência de alinhamento. Usualmente estes softwares levam em

conta a acessibilidade de uma solvente ao sítio ativo da proteína, densidade de

carbono β, cristalografia de fator β e diferenças da energia livre entre a nova e a

velha estrutura de aminoácidos (PAULINE, 2006) (Gráfico 2).

FONTE- Adaptado de PAULINE CNG, HENIKOFF S. Predicting the Effects of Amino Acid Substitutions on Protein Function. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. . v.7; p.61–80, 2006

GRÁFICO 2- SNPns e SNPs e a probabilidade de desenvolvimento de doença conforme o grau de acessibilidade de um solvente ao sítio da mutação. A linha em cor vermelha infere que a doença é mais provável de ocorrer quando o polimorfismo ocorre nos sítios de aminoácidos em que o solvente apresenta maior dificuldade em alcançar. Note que a linha azul que representa o SNPs não modifica seu risco de mutação tanto nos sítios escondidos quanto na superfície da proteína. A linha verde representa o SNPns que apresenta maior probabilidade de acarretar mutação quando ocorre nos sítios escondidos da proteína.

42

7.10 Conceitos de homologia, ortologia e paralogia

Em biologia evolutiva a homologia se refere aquelas estruturas que possuem a

mesma origem embrionária e desenvolvimento semelhante em diferentes espécies

que descendem de um ancestral em comum. Em alguns casos estas estruturas

podem exercer funções diferentes em diferentes espécies. O conceito de homologia

também pode ser estendido para o estudo das proteínas frequentemente realizado

através do uso de alinhamento das sequências de aminoácidos avaliando desta

forma o grau de similaridade entre si (FITCH, 1970; HÖLTJE, 2003).

As mutações ao longo do tempo evolutivo resultam na origem das diferentes famílias

de proteínas que apresentam algumas diferenças em relação às suas sequências de

aminoácidos, mas as quais conservam alto grau de similaridade estrutural. As

proteínas que evoluem a partir de um ancestral comum são conhecidas como

homólogas (FITCH, 1970). Duas sequências homólogas podem ser praticamente

idênticas, similares em vários aspectos ou até muito diferentes devido a várias

mutações (HÖLTJE, 2003).

Apesar dos alinhamentos serem amplamente difundidos como uma ferramenta para

comparar o grau de similaridade entre duas proteínas avaliando assim se são

homólogas, pesquisas comparando a estrutura tridimensional das proteínas têm

comprovado que essa variável poderia completar uma lacuna na detecção de

proteínas homólogas. A comparação convencional de sequências em alguns casos

é insuficiente para detectar homologia entre proteínas. Duas enzimas como a D-

alanina ligase e a glutationa sintetase são similares tridimensionalmente apesar de

que o alinhamento das sequências primárias falha em confirmar a homologia

(BRENNER, 1998) (Figura 12).

As estruturas tridimensionais de proteínas homólogas são conservadas durante o

processo de evolução, sobretudo no que diz respeito aos resíduos funcionais, pois a

conservação da estrutura é crucial para a manutenção e desempenho de funções

específicas. Usualmente, quando essas regiões conservadas sofrem mutações

podem modificar a funcionalidade. As maiores divergências entre proteínas

43

homólogas ocorrem com mais frequência em regiões próximas da superfície. Nessas

regiões, até mesmo as propriedades físico-químicas dos resíduos que sofreram

mutações podem ser diferentes dos resíduos anteriores ao processo de mutação.

Em geral, os resíduos localizados no interior das proteínas variam com menor

frequência e, quando o fazem, ocorrem normalmente com menor distinção de

propriedades físico-químicas. Um SNPns que apresenta um aminoácido que

compartilha as mesmas características físico-químicas do aminoácido nativo se

enquadra neste caso. Habitualmente, certo conjunto de resíduos de aminoácidos

que compreendem o core da proteína e os principais elementos da estrutura

secundária permanecem mais conservados dentro de uma família de proteínas

homólogas (HÖLTJE, 2003).

No processo de especiação, uma espécie ancestral se diferencia em duas novas

espécies que podem apresentar genes homólogos que desempenham função similar

nestes organismos. Mas à medida que as espécies seguem evoluindo ao longo do

tempo, esses genes acumulam novas mutações e se tornam progressivamente

menos semelhantes. A essas proteínas provenientes da transcrição e tradução

destes genes originados a partir do processo de especiação dá-se o nome de

proteínas ortólogas.

O termo paralogia se refere a genes oriundos da duplicação de um gene ancestral.

Como exemplo pode-se encontrar a cadeia β da hemoglobina que é parálogo do

gene da mioglobina e cadeia α da hemoglobina (GOGARTEN,1999).

44

Fonte: disponível em: http://www.ebi.ac.uk/Tools/services/web/toolresult.ebi?jobId=clustalo-I20150929-024249-0924-16454937-pg&tool=clustalo&showColors=true.


FIGURA 12- Alinhamento de sequências dos receptores T1R1, T1, T1R3

do Homo sapiens obtidas do UniProt utilizando o programa Clustal

Omega

http://www.ebi.ac.uk/Tools/services/web/toolresult.ebi?jobId=clustalo-I20150929-024249-0924-16454937-pg&tool=clustalo&showColors=true

http://www.ebi.ac.uk/Tools/services/web/toolresult.ebi?jobId=clustalo-I20150929-024249-0924-16454937-pg&tool=clustalo&showColors=true

45

7.11 Polimorfismos dos receptores T1R

Os SNPs presentes no gene tas1r1 podem ocorrer em qualquer parte da sequência

de DNA. Quando presente o SNP nos íntrons não modifica o códon, por outro lado,

quando o SNP acomete os éxons pode resultar em um SNPns, em que a proteína

constituída apresentará uma sequência peptídica diferente daquela original.

Outro ponto relevante a ser considerado é que a frequência dos SNPs presentes nas

sequências do DNA destes receptores é inconstante (RALIOU, 2009; ENY, 2010 e

CHEN, 2009). Para alguns SNPs a frequência se aproxima de 1% e em alguns

casos até superior a 10%. Dentre genes tas1r, o maior número de SPNs foi descrito

no tas1r3 e o menor número no tas1r2. (RALIOU, 2009; ENY, 2010 e CHEN, 2009)

(Quadro 7).

Existe uma variação também da frequência de acordo com os diferentes grupos

étnicos notado nos estudos envolvendo diferentes grupos populacionais em todo

mundo. A população de Camarões apresentou um número maior de SNPns do que

outras sete outras populações estudadas. O SNPns A110V, A372T do gene TAS1R1

têm sido detectado mais frequentemente em populações leucodermas

(SHIGEMURA, 2009 e KIM, 2006).

É descrita a associação entre polimorfismos dos receptores T1R2 e cárie em

humanos (WENDELL, 2010 e KULKARNI, 2013). Também é descrita a associação

do polimorfismo do receptor T1R2 e obesidade (ENY, 2010). A associação da

seleção de alimento e bebida pelos humanos e polimorfismos presentes no receptor

T1R3 também tem sido descrita na literatura. (PIRASTU, 2012)

Os SNPns descritos no tas1r1 apresentaram a frequência compreendida entre 0,5%

até 20% nas populações de diferentes estudos. Importante ressaltar que os SNPns

apresentaram uma distribuição homogênea ao longo dos diferentes éxons deste

gene. (RALIOU, 2011; SHIGEMURA 2009; ENY 2010 e CHEN, 2009).

46

Os SNPns descritos no tas1r2 apresentaram uma frequência compreendida entre

21% e 25% nas populações de diversos estudos. (RALIOU, 2011; SHIGEMURA

2009; ENY 2010 e CHEN, 2009)

Por fim, os SNPns encontrados no tas1r3 foram mais numerosos quando

comparados aos outros dois genes descritos. Sua frequência oscilou entre 0,3 % e

13% nas populações de diferentes estudos. Apresentou como o tas1r1, uma

distribuição homogênea ao longo dos diferentes éxons. (RALIOU, 2011;

SHIGEMURA 2009; ENY 2010 e CHEN, 2009)

As mudanças de aminoácidos envolvidos nos SNPns resultaram em respostas

díspares nos estudos in vitro e clínicos. Muitas vezes a mudança de aminoácido por

outro de mesma propriedade físico-química, como é o caso do A537V presente no

tas1r3, resultou em perda in vitro da resposta a adoçantes artificiais em células

HEK293 portadoras do receptor T1R3 (JIANG, 2004). Outro exemplo seguindo essa

mesma linha de pensamento é o SNPns I191V presente no gene tas1r2. Nesse

caso, a substituição de um aminoácido não polar com radical alifático por outro de

mesma característica fisico-química (isoleucina por valina) foi associada a alterações

na ingestão de carboidratos pela população estudada (ENY, 2010).

Por outro lado, SNPns como o A5T presente no gene tas1r3 acarretou a substituição

do aminoácido alanina por treonina que apresenta característica físico-química

diferente e resultou em um menor limiar para a percepção do glutamato

monossódico por humanos em estudos clínicos. (CHEN, 2009).

Vale ressaltar que o fenômeno do desequilíbrio de ligação (DL) pode levar um

mesmo indivíduo a apresentar diferentes SNPns simultaneamente, não

necessariamente no mesmo cromossomo (FALCONER, 1996). O DL poderia

interferir em estudos clínicos do limiar de percepção dos sabores umami e doce,

especialmente quando um mesmo indivíduo apresentasse simultaneamente

múltiplos SNPns que acarretassem alteração do limiar de percepção dos sabores

umami e doce (FALCONER, 1996). Trata-se então de um possível viés nos estudos

clínicos dos SNPns nos genes tas1r1, tas1r2 e tas1r3 (FALCONER, 1996).

47

Polimorfismos simples do receptor T1R1 Gene Identifica

ção do SNP

Posição do SNP

Nucleotídeo

Alelo Éxon Posição do aminoácido

Aminoácido Frequência do alelo

na população

tas1r1

3537539

2

11 A 1 4 Cisteína >Tirosina raro - 36 C 1 12 Glutamina

>Histidina

6,3% - 255 A - 85 Glutamina >

Glutamina

0,5% 4127802

0

329 T 2 110 Alanina >Valina 2% - 416 T - 139 Treonina >Metionina 1,5% - 519 T - 173 Serina >Serina 0,5%

6174470

0

572 G - 191 Asparagina> Serina 0,5% 1086462

8

1039 A 3 347 Glutamina >Lisina 1% 3416096

7

1114 A 3 372 Alanina >Treonina 20% 4130774

9

1067 G 3 356 Serina >Cisteína raro 3511845

8

1520 A 5 507 Arginina >Glutamina 2,5% tas1r2 9701796 - - - 9 Serina >Cisteína 21%

3587411

6

- - - 191 Isoleucina >Valina 25%

tas1r3

- 13 A 1 5 Alanina >Treonina 13% - 15 A 1 5 Alanina >Alanina 13% - 220 T - 74 Leucina >Leucina

4,9% - 329 C - 110 Metionina >Treonina 0,3% - 459 T 2 153 Treonina >Treonina 3% - 612 T 3 204 Fenilalanina

>Fenilalanina

raro - 740 A 3 247 Arginina>Histidina 7% - 1078 A 3 360 Glicina>Serina raro

3813210 1248 T 3 416 Prolina>Prolina 8% - 1251 A 3 417 Alanina>Alanina raro - 1323 A 4 441 Prolina>Prolina 1% - 1652 A - 551 Serina>Asparagina 1% - 1719 T - 573 Leucina >Leucina 4,2% - 1977 T - 659 Fenilalanina

>Fenilalanina

1% - 2070 A - 690 Leucina >Leucina 0,5%

7914807

3

2246 C 6 749 Fenilalanina >Serina 1% - 2253 A 6 751 Valina >Valina 0,4%

307377 2269 T 6 757 Arginina >Cisteína 9,0% - 2407 T 6 803 Leucina>Leucina raro

3481082

8

2438 T 6 813 Arginina>Lisina 0,5% - 2517 T 6 839 Glicina> Glicina raro

FONTE- adaptado de (RALIOU, 2011; SHIGEMURA 2009; ENY 2010 e CHEN, 2009)

QUADRO 7- Polimorfismo de nucleotídeo único presentes nos genes tas1r1, tas1r2 e

tas1r3.

48

8 DISCUSSÃO

8.1 Influência dos SNPns’s sobre os receptores T1R1, T1R2 e T1R3 no grau de

percepção individual do sabor doce e umami

Polimorfismos presentes nos genes TAS1R que acometem regiões do DNA

responsáveis pela transcrição dos éxons e que levam à alteração da base

nitrogenada no códon podem produzir um receptor com uma sequência peptídica

diferente daquela original conforme já foi supracitado. De forma geral, nota-se que

em muitos casos, a alteração de apenas um aminoácido na sequência peptídica dos

receptores levará a uma modificação no grau de percepção daquela modalidade de

sabor que o receptor desempenha (FUSHAN, 2009). A presença deste SNPns

poderá aumentar ou reduzir a capacidade do indivíduo em detectar através da

gustação a modalidade de sabor umami e doce.

Mesmo quando o SNPns apresente um aminoácido com as mesmas propriedades

fisico-químicas daquele aminoácido substituído não garante a manutenção do grau

de ativação do receptor pela molécula ligante. Alguns estudos têm revelado que

além das propriedades físico-químicas, o tamanho da cadeia lateral do aminoácido

parece interferir na flexibilidade da cadeia polipeptídica interferindo na função desta

(JIANG, 2004 e PAULINE, 2006).

Alguns animais, como os ratos, naturalmente são incapazes de perceber o sabor de

adoçantes artificiais devido a alterações adquiridas em aminoácidos na região rica

em cisteína do receptor T1R3 (trecho 536-545). Experiências in vitro com células

HEK293 onde estes receptores foram modificados geneticamente e que receberam

SNPns com aminoácidos encontrados naturalmente nos humanos propiciou

respostas positivas elevando a concentração de cálcio intracelular mediante a

estímulos químicos produzidos por adoçantes artificiais (JIANG, 2004).

SNPns’s do tas1r1 e tas1r3 apresentam a capacidade de aumentar e reduzir

respectivamente a capacidade do indivíduo em perceber o sabor umami, como é o

49

caso do A372T e G1114A presentes no tas1r1 e R757C presente no tas1r3

(FEENEY, 2011).

8.2 SNPns A372T do receptor T1R1- aumento da percepção do sabor umami

Trata-se de um SNPns (rs34160967) localizado no éxon 3 devido a substituição na

posição 372 do aminoácido alanina pela treonina (Figura 14). O alelo deste SNPns é

encontrado em 20% da população. Estudos in vitro utilizando células HEK293

contendo receptores T1R1 com esse SNPns revelaram uma maior resposta (maior

presença de cálcio intracitoplasmático) ao glutamato monossódico que seu alelo

com alanina. Mesmo em concentrações mais diluídas como 0,3 mM e concentrações

maiores como 5 mM o SNPns A372T desencadeou respostas maiores nestes

experimentos in vitro (SHIGEMURA, 2009).

Um estudo envolvendo 92 americanos adultos com ancestrais europeus realizou

testes clínicos para avaliar o grau de percepção de diferentes modalidades de sabor

em soluções e comprovou que a presença do SNPns na forma heterozigótica (GA) e

homozigótica (AA) reduziu o limiar de percepção dos indivíduos para soluções de

cloreto de sódio (RAWAL, 2013). Os participantes portadores do alelo GG

apresentaram respostas maiores para uma solução salina 1 M quando comparada

aos indivíduos portadores do alelo AA e GA (RAWAL, 2013) (Gráfico 3). Pode-se

inferir que a substituição do aminoácido alanina que é apolar com radical alifático por

treonina que apresenta radical polar e não apresenta carga tenha conferido a este

receptor maior capacidade de formar interações intermoleculares com o ligante

permitindo desta forma uma maior percepção destas moléculas no alimento mesmo

em uma concentração menor (Figura 13).

50

FONTE- Adaptado de RAWAL S, HAYES JE, WALLACE MR, BARTOSHUK LM, DUFFY VB. Do Polymorphisms in the TAS1R1 Gene Contribute to Broader Differences in Human Taste Intensity? Chem. Senses. v. 38; p. 719–728, 2013

GRÁFICO 3- Taxas de percepção das intensidades para os sabores para as seguintes soluções: cloreto de sódio 1M, sacarose 1M, ácido cítrico 32 Mm e quinino 1 Mm. Estas soluções foram aplicadas bilateralmente na ponta da língua nas papilas fungiformes e no dorso da língua nas papilas circunvaladas entre os grupos com genótipo GG e AA/AG para o SNPns A372T.

FIGURA 13- Gene tas1r1 e posição do SNPns no éxon III. FONTE- Adaptado de CHEN QY, ALARCON S, THARP A, AHMED OM, ESTRELLA NL, GREENE TA, et al. Perceptual variation in umami taste and polymorphisms in TAS1R taste receptor genes. Am J Clin Nutr . v.90 (suppl); 770S-9S, 2009

51

8.3 SNPns A5T do receptor T1R3 e aumento da percepção do sabor umami.

Trata-se de um SNPns localizado no éxon 1 do gene tas1r3 devido a substituição de

guanina por adenina no nucleotídeo 13, que acarretou a substituição do aminoácido

5 de alanina por treonina. Este alelo está presente em 13% da população de

americanos com ancestrais de origem holandesa (CHEN, 2009) (Figura 15). O

aminoácido encontra-se no domínio extracelular deste receptor.

Um estudo clínico envolvendo 242 indivíduos norte americanos avaliou como a

presença deste alelo treonina interferia na percepção da modalidade de sabor

umami. Foi possível constatar que o alelo treonina promovia nestes indivíduos uma

maior sensibilidade para detecção de glutamato monossódico em soluções quando

comparado ao grupo de indivíduos portadores do alelo alanina. (CHEN, 2009).

Pode-se inferir que a substituição do aminoácido alanina que é apolar com radical

alifático por treonina que apresenta radical polar e não apresenta carga tenha

conferido a este receptor gustativo maior capacidade de se formar interações

intermoleculares com o ligante permitindo desta forma uma maior percepção por

parte do indivíduo destas moléculas no alimento mesmo em uma concentração

menor (ZHANG, 2010) (Figura 16). A partir do estudo de CHEN (2009) infere-se que

a alteração deste aminoácido localizado no domínio extracelular modificou a

FIGURA 14- Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX1 com e sem a presença do SNPns A372T. Note que foi destacado no retângulo vermelho o aminoácido substituído. Note que houve alteração da coloração dos aminoácidos comprovando que houve alteração nas propriedades físico-químicas dos mesmos. FONTE- UniProt.

52

afinidade do receptor pelo ligante. Alguns estudos corroboram que o domínio

extracelular dos receptores T1R1 e T1R3 é o sítio de ligação do glutamato (XU,

2004 e LI, 2007).

8.4 SNPns R757C do receptor T1R3 e a redução da percepção do sabor umami.

Trata-se do SNPns envolvendo o éxon 6 da proteína T1R3 no domínio

transmembrana (terceira alça intracitoplasmática) em que houve uma substituição do

aminoácido arginina pela cisteína (Figura 17). Este alelo T está presente em

aproximadamente 2% da população (CHEN, 2009). Fisiologicamente este domínio

FIGURA 15- Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX0 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns A5T. Note que foi destacado no retângulo vermelho o aminoácido substituído. Observe ainda que houve alteração da coloração dos aminoácidos comprovando que houve alteração nas propriedades físico-químicas dos mesmos. FONTE- UniProt.

FIGURA 16- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon III. FONTE- Adaptado de CHEN QY, ALARCON, THARP A, AHMED OM, ESTRELLA NL, GREENE TA, et al. Perceptual variation in umami taste and polymorphisms in TAS1R taste receptor genes. Am J Clin Nutr. v. 90 (suppl): 770S-9S, 2009.

53

citoplasmático está envolvido na ativação da proteína G ou ligação a um inibidor

alostérico lactisole do receptor T1R1 (XU, 2004). Embora o receptor T1R3 não

apresente ligação relevante à proteína G, a necessidade de ligação do T1R3 ao

T1R1 para ativar a sinalização interna após acoplar com ligante é fundamental

(GASPARINI, 2002 e PIN, 2005). Ligantes na região transmembrana do receptor

T1R3 como o fármaco lactisole podem acarretar a supressão da percepção do sabor

umami por indivíduos que antes eram capazes de perceber essa modalidade de

sabor (XU ,2004).

Estudos in vitro utilizando células HEK293 contendo receptores T1R3 com esse

SNPns revelaram uma menor sensibilidade ao glutamato monossódico (para

concentrações de 5 e 20 mM) e monofosfato de adenosina que seu alelo com

arginina (para concentrações de 0,3 e 0,5 mM). (SHIGEMURA 2009).

Estudo clínico envolvendo a avaliação da percepção humana de indivíduos

portadores do alelo C revelou uma menor capacidade de percepção do sabor umami

em soluções que indivíduos com o alelo T (CHEN, 2009).

O SNPns R757C ocorreu através da substituição de um aminoácido por outro com

características físico-químicas diferentes, sendo o primeiro (arginina) portador de

uma radical com carga positiva e o segundo (cisteína) polar sem carga, o que

sugere uma possível modificação da função deste domínio transmembrana do T1R3

(Figura 18).

FIGURA 17- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon VI. FONTE- Adaptado de CHEN QY, ALARCON S, THARP A, AHMED OM, ESTRELLA NL, GREENE TA, et al. Perceptual variation in umami taste and polymorphisms in TAS1R taste receptor genes. Am J Clin Nutr. 90 (suppl): 770S-9S, 2009.

54

8.5 Influência dos SNPns’s nas regiões ricas em cisteína do receptor T1R3 no

grau de percepção individual do sabor doce.

Localizado no receptor T1R3 nota-se que a presença de um segmento rico em

cisteína (intervalo 509-575) é necessário para à ativação do receptor por alguns

tipos de adoçantes artificiais utilizados na alimentação pelos humanos tais como a

Brazina, Monomelina e Aspartame (Figura 19) (MUTO, 2007). Diferentemente dos

humanos, sabe-se que alguns símios e roedores naturalmente não são capazes de

perceber adoçantes artificiais, apesar de serem capazes de perceber o sabor da

sacarose no alimento. Importante salientar que para a percepção do sabor doce se

faz necessário à perfeita integração dos receptores T1R2 e T1R3 (JIANG, 2004).

FIGURA 18- Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX0 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns R757C. Observe que foi no retângulo vermelho o aminoácido substituído. Note que houve alteração da coloração dos aminoácidos comprovando que houve alteração nas

propriedades físico-químicas dos mesmos. FONTE- UniProt

FIGURA 19- Pequeno trecho da proteína Q7RTX0-1 (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor). Destacado em retângulo a região rica em cisteína associada à percepção dos adoçantes artificiais. FONTE-



55

Experimento in vitro em que SNPns (A537T, A537V, A537Q e A537S) foram

propositalmente introduzidos neste segmento rico em cisteína do receptor T1R3

através do uso de células HEK293E resultou na perda da ativação destas por estes

adoçantes artificiais, principalmente a Brazina (JIANG, 2004). No estudo de Jiang

(2004) foram utilizadas quimeras dos receptores T1R3 de humanos e ratos em que

foram usados como SNPns para a alanina 537. Os SNPns utilizados foram: treonina

(A537T), valina (A537V), glutamina (A537Q) ou serina (A537S) (JIANG, 2004). Note

que mesmo com a substituição da alanina (que possui radical alifático) por outro

aminoácido com as mesmas propriedades físico-químicas como a valina ainda assim

não houve permanência da função do receptor. Utilizando o programa Clustal

Omega para realizar o alinhamento de sequências do T1R3 contendo o SNPns

A537V não revelou mudança de propriedade físico-química entre os aminoácidos

envolvidos neste polimorfismo. (Gráfico 4) (Figura 20).

Neste mesmo experimento foi observado que a fenilalanina 540 do receptor T1R3

também é fundamental para a manutenção da percepção dos adoçantes artificiais.

(JIANG, 2004)

FONTE- JIANG P, JI Q, LIU Z, SNYDER LA, LUMIE BENARD LMJ,

MARGOLSKEE RF, MAX M. The Cysteine-rich Region of T1R3 Determines

Responses to Intensely Sweet Proteins. The Journal of Biological Chemistry. v.

279, n. 43, p. 45068–45075, 2004.

GRÁFICO 4- Grau de resposta da quimera T1R3+T1R1 com diferentes SNPns

no aminoácido 537-alanina a adoçantes diversos. O gráfico refere-se a

quantidade de Ca2+ citoplasmático encontrado nas células HEK293E após estas

serem estimuladas por cada um dos adoçantes exibidos na legenda na porção

superior direita do gráfico.

56

A alanina 537 apresenta um radical pequeno constituído por grupo (CH3) que

permite maior flexibilidade da cadeia peptídica naquele ponto para que ocorra a

formação da estrutura folha-β. A cisteína 538 forma uma ponte dissulfeto com outra

cisteína nesta mesma região da cadeia polipeptídica (CUFF, 1998). Possivelmente

os SNPns para a alanina 537 (A537T, A537V, A537Q e A537S) promoveriam uma

menor flexibilidade da cadeia peptídica naquele ponto pelo fato da cadeia lateral dos

aminoácidos substituídos apresentarem um maior volume molecular. A alanina

possui o segundo menor agrupamento para cadeia lateral, o CH3. Essa falta de

flexibilidade da cadeia polipeptídica com o SNPns levaria a alteração de sua

estrutura alfa-hélice resultando em uma menor ativação deste receptor pelas

moléculas de adoçantes artificiais (JIANG, 2004).

Por outro lado, o receptor T1R3 de ratos modificados através da introdução de

SNPns na fenilalanina 540 do segmento rico em cisteína pode resultar em resposta

a adoçantes artificiais (JIANG, 2004). Nos humanos, o receptor T1R3 apresenta

naturalmente uma prolina na posição 540. Quando este mesmo receptor de ratos em

experimento in vitro recebe a modificação pelo SNPns F540P resulta em ativação

das células HEK293E pelos adoçantes artificiais. Esses fatos inferem que este

trecho rico em cisteína do receptor T1R3 é apresenta relevância para a percepção

do sabor de adoçantes artificiais (JIANG, 2004).

FIGURA 20- Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q7RTX1 na sequência superior (T1R3 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R3 com SNPns A537V. Observe que foi destacado no retângulo vermelho o aminoácido substituído. Note que não houve alteração da coloração do aminoácido comprovando a manutenção das propriedades físico-químicas do aminoácido. O programa Clustal Omega considerou os SNPns similares. FONTE- UniProt.

57

8.6 Polimorfismos I191V e S9C do receptor T1R2 e sua influência na dieta de

açúcar.

Dentre os SNPns mais relevantes descritos para o receptor T1R2 encontram-se

I191V e S9C (Figura 21). Em um estudo realizado em Toronto, Canadá, foi possível

constatar que os alelos serina (S9C) e valina (I191V) estiveram presentes

respectivamente em 21% e 25% dos indivíduos envolvidos naquela pesquisa (ENY,

2010). Estes indivíduos foram examinados quanto à influência da presença destes

alelos no consumo de alimentos contendo açúcar. A metodologia desse estudo se

embasou em questionários nutricionais que revelaram que indivíduos portadores de

um alelo valina (I191V) estiveram associados a um IMC (índice de massa corporal) <

25 kg/m2 mais adequado que seus pares sem este alelo, apesar do valor p não

significativo (ENY, 2010). Ainda nesta mesma pesquisa, os indivíduos que

apresentavam IMC ≥ 25kg/m2, a presença de um alelo valina (I191V) esteve

associada significativamente a um consumo menor de açúcares (frutose, glicose e

sacarose) (ENY, 2010).

A presença do alelo correspondente ao SNPns S9C não acarretou modificações nas

taxas de consumo de açúcares por essa amostra de indivíduos nesta pesquisa

realizada em Toronto (ENY, 2010).

O SNPns I191V localiza-se no domínio extracelular do receptor T1R2 e acarreta a

substituição de um aminoácido não polar com radical alifático por outro de mesmas

características fisico-químicas (isoleucina por valina) (ENY, 2010) (Figura 22).

FIGURA 21- Gene TAS1R2 e posição do SNPns no éxon II. FONTE- Adaptado de CHEN QY, Alarcon S, Tharp A, Ahmed OM, Estrella NL, Greene TA, et al. Perceptual variation in umami taste and polymorphisms in TAS1R taste receptor genes.Am J Clin Nutr 2009; 90 (suppl): 770S-9S

58

8.7 Influência do SNPns A110V na estrutura tridimensional do dímero T1R1-

T1R3 e redução da percepção do sabor umami

Estudos in vitro demonstraram que a presença do SNPns A110V esteve associado a

menores respostas celulares ao glutamato monossódico (RALIOU, 2011).

Experimentos que consideraram similaridade do receptor mGluRs ao receptor T1R1

foram utilizados para melhor compreensão das alterações induzidas por este

polimorfismo no dímero T1R1-T1R3 (ZHANG, 2008).

A sequência de aminoácidos do receptor T1R1 apresenta aproximadamente 30% de

similaridade àquela presente na estrutura primária do receptor mGluRs, de tal forma

que suas estruturas secundárias compartilham alto grau de similaridade. Um estudo

envolvendo as características moleculares da interação do receptor mGluRs à

molécula de glutamato foram utilizadas como analogia para o estudo da ligação do

receptor T1R1 a esse mesmo ligante (ZHANG, 2008). Este mesmo autor constatou

que alguns resíduos de aminoácidos específicos realizavam ligações de hidrogênio

com a molécula do glutamato, mais especificamente R54, S148, T149, R151, S172,

R249 e E301 (ZHANG, 2008).

O trabalho in silico com estruturas proteicas veio facilitar o processo de estudo

abrindo desta forma novas possibilidades para a realização da comparação

tridimensional de estruturas proteicas. A partir do gráfico de Ramachandran indicou

FIGURA 22- Pequeno trecho de alinhamento realizado com Clustal Omega das proteínas Q8TE23 na sequência superior (T1R2 Homo sapiens-versão canônica deste receptor) e na sequência inferior a proteína T1R2 com SNPns I191V. Foi destacado no retângulo vermelho o aminoácido substituído. Note que não houve alteração da coloração dos aminoácidos no SNPns revelando similaridade entre os mesmos. FONTE- FONTE- UniProt.

59

que 98% dos resíduos do receptor mGluRs apresentaram ângulos phi e psi dentro

das zonas permitidas, portando constatando grande possibilidade de sua estrutura in

silico ser próxima daquela encontrada na natureza. Nota-se que após uma

comparação das estruturas tridimensionais das duas subunidades T1R1-T1R3 e

T1R1-110V/T1R3, sendo esta segunda com a presença do SNPns A110V, foi

possível verificar alteração das distâncias entre os resíduos de aminoácidos

presentes nestes receptores. Para a realização do cálculo das distâncias entre

resíduos de aminoácidos presentes em estruturas proteicas pode-se utilizar o erro

médio quadrático (RMSD-root-mean-square deviation). O RMSD desta sobreposição

foi de 0.707 Å (angstrom) para o esqueleto de aminoácidos do receptor T1R1 e 2.55

Å para T1R3. Esse erro médio quadrático para este SNPns não foi significativo na

região onde o mesmo se encontra, mas apresentando por outro lado, modificações

significativas nos resíduos de aminoácidos K155 e R54 localizados no receptor

T1R3 e nos resíduos 110 e 180 do receptor T1R1 (RALIOU, 2011). A presença do

SNPns A110V no T1R1 acarretou uma redução de 8 para 2 no número de resíduos

de aminoácidos do heterodímero T1R1/T1R3 que realizam ligações de hidrogênio à

molécula de glutamato. A redução no número de pontes de hidrogênio entre o

ligante e o heterodímero T1R1/T1R3 poderiam explicar o motivo de suas menores

respostas celulares ao glutamato monossódico nos estudos in vitro. (RALIOU, 2011)

(Figura 23).

60

* Como cada estrutura de aminoácido é provida de um carbono quiral no centro de

sua estrutura isso permite que a cadeia peptídica forme um número muito grande de distintas estruturas tridimensionais. Apesar desta informação, estudos matemáticos comprovaram que somente algumas destas formações tridimensionais são factíveis de serem encontradas na natureza por se tratar de formas mais estáveis energeticamente. O gráfico de Ramachandran é utilizado para encontrar todas as possíveis estruturas proteicas a partir de uma mesma sequência de aminoácidos.

FIGURA 23. A- Receptores T1R1 e T1R3 com o SNPns A110V. B- molécula de glutamato no sítio de ligação do receptor T1R1 e os resíduos de aminoácidos os quais realizam ligações de hidrogênio. C- molécula de glutamato se ligando ao receptor T1R1 portador do SNPns A110V. Observe que apenas dois resíduos de aminoácidos do receptor T1R1 realizam suas ligações de hidrogênio. FONTE- adaptado de RALIOU M, GRAUSO M, HOFFMANN B, LE-POUPON CS, NESPOULOUS C, De´bat HL, Christine Belloir C. and col. Human Genetic Polymorphisms in T1R1 and T1R3 Taste Receptor Subunits Affect Their Function Chem. Senses. v.36 (6); p. 527-537, 2011

61

9 CONCLUSÕES Alguns estudos clínicos demonstraram que a presença de SNPns nos genes tas1r1,

TAS1R2 e TAS1R3 são capazes de alterar o limiar de percepção dos sabores doce e

umami em humanos, podendo inclusive influenciar na decisão da seleção dos

alimentos. É importante ressaltar que estudos in vitro apresentam resultados que

corroboram esses resultados. Nota-se que tanto SNPns localizados em regiões de

domínio transmembrana e extracelular foram capazes de alterar o limiar de percepção

destas modalidades de sabor pelos humanos. Dentre as alterações observadas nos

estudos sobre SNPns foi possível constatar que estes podem reduzir, abolir ou

aumentar o limiar de percepção do sabor doce e umami pelos humanos portadores

destes SNPns. Várias características destes SNPns foram levantadas como hipótese

para explicar as alterações no grau de ativação destes receptores pelos alimentos.

Dentre elas estão: ocorrência do SNPns em região conservada ou rica em cisteína,

mudança de características físico-químicas do aminoácido substituído pelo SNPns e

ocorrência do SNPns em região próxima a aminoácidos que realizam pontes de

dissulfeto. Esta revisão infere que somente a propriedade físico-química (similaridade)

do aminoácido substituído pelo SNPns nos receptores T1R1, T1R2 e T1R3 não

representa argumento científico suficiente para explicar a mudança do limiar de

percepção dos sabores doce e umami presente nos alimentos pelos humanos. A

realização de estudos com uma amostragem maior ou que considere as estruturas

secundárias e terciárias destas proteínas com o SNPns e não somente a estrutura

primária dos receptores T1R1, T1R2 e T1R3 poderiam trazer novos dados sobre a

influência destes na ativação destes receptores.

62

REFERÊNCIAS

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Anexo I (Manuscrito em preparação)

Do Polymorphisms in the Extracellular Domain of T1R1 and T1R3 Receptors Contribute to Reduce

Human Taste Perception?

Polimorfismos no domínio extracelular dos receptores T1R1 e T1R3 contribuem para

reduzir a percepção do sabor em humanos? Marcelo José da Silva de Magalhães1, Fabiano Sviatopolk-Mirsky Pais2,3 Laila Alves

Nahum2,3

1- Faculdades Unidas do Norte de Minas (FUNORTE) Medical School. Department of Neurosurgery, Aroldo Tourinho Hospital, Montes Claros, MG 39400-162, Brazil.

2- Grupo de Genômica e Biologia Computacional, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz -FIOCRUZ, Belo Horizonte, MG 30190-002, Brazil. 3- Faculdade Infórium de Tecnologia, Belo Horizonte, MG 30140-061, Brazil

Abstract

The tas1r genes encode heterodimeric receptors that mediate umami (tas1r1 + tas1r3) and sweet (tas1r2 + tas1r3) sensations. The question of interest for this study is whether or not tas1r1 nonsynonymous single polymorphisms (SNPns) in the extracellular domain (ECD) are associated with the reduced perception of taste intensity in humans. Nontaster and hypotaster subjects are associated with SNPs occurring in the tas1r genes. This article points out that SNPs of the extracellular domain of T1R1 and T1R3 are associated with reduced perception of umami and sweet sensations in humans. In rare cases SNPs could increase the taste sensation intensity in humans. The majority of studies described elsewhere suggested that SNPs are located in the ECD reducing the activation of T1R3 and T1R3 taste receptors. Keywords: tas1r1, tas1r3, sweet, polymorphisms, umami.

Resumo

Os genes TAS1R codificam receptores heterodiméricos que mediam as sensações umami e doce. A questão de interesse neste estudo é se os polimorfismos não sinônimos (SNPns) nos domínios extracelulares (DEC) dos receptores T1R1 e T1R3 estão associados a uma redução da percepção destas modalidades de sabor em humanos. Pessoas que não percebem ou percebem pouco estes sabores têm apresentado SNPs no gene tas1r. Este artigo indica que vários SNPs estão associados a uma redução da percepção da sensação umami e doce por estes receptores em humanos. Os SNPs raramente acarretam um aumento na percepção da sensação de sabor em humanos. A maioria dos estudos tem sugerido que os SNPs localizados no DEC reduzem a ativação dos receptores T1R1 e T1R3. Palavras-chave: tas1r1, tas1r3, sabor doce, polimorfismo, sabor umami.

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Introduction

The neurological ability to perceive food taste seems very import to select more appropriate food for good nutrition among animals.1 Sugar-rich food when selected to nutrition will provide a good amount of calories. In the carnivorous group the capacity to recognize protein-rich foods is relevant for these animals, which have more preference for meat in their diet.1 The taste associated to protein-rich food receives the designation of umami taste. This term comes from the Japanese language and means delicious food.2. The animal ability to recognize sweet and umami tastes depends on the receptors T1R1 and T1R3.2 These receptors are encoded by the tas1r gene, which product is a G protein coupled receptor constituted by seven domains.3 In humans the tas1r is found on chromosome 1, but in rats on chromosome 6.3 These receptors are located on the tongue surface in gustative buds.1,2 The T1R1 and T1R3 receptors on gustative buds are responsible to turn chemical stimuli present in foods in synapse that will stimulate the facial nerve until pons and from there to the brain gustative cortex. This gustative receptor is able to respond to sweet and umami tastes, but not for D-glucose and L-amino acids.1 Umami taste is found in several protein-rich foods with meat providing a good amount of L-amino acids.2 It is worth mentioning that the receptor T1R1+T1R3 is functional only with the heterodimer formation.3 When separated T1R1 and T1R3 are not able to convert chemical stimulus into synapses on the facial nerve.3 Recent studies have shown that nonsynonymous single polymorphisms (SNPs) are usually associated with reduced perception of these taste intensity in humans.4 Very rare SNPs are associated with enhancing these modalities of taste perceptions.4 The main goal of this article is to show that SNPs in the extracellular domain are involved on reducing the perception of taste modalities, which dependents on T1R1 and T1R3.

Methods

The present work discusses articles indexed on PubMed at NCBI. These articles were selected to include only studies involving the polymorphism on tas1r. Studies included on this article were performed in vitro and in vivo. The keywords used on the search were T1R1, T1R3, tas1r1, tas1r3 polymorphism, sweet taste, umami taste, and taste receptor. By using this approach, it was possible find a suitable number of articles and discuss some of them in the present work. It was not our objective to perform an exhaustive search of all articles about polymorphism on tas1r for this article.

Results

Some studies involving taste perception in humans evaluate the influence of each SNP in the subject ability to perceive different solution concentrations. In contrast, there are in vitro studies that mimics the responses to monosodium glutamate (MSG) or glucose using functional expression SNPs of T1R1 or T1R3 in HEK293 or different cells. The latter, usually selected SNPs in the aforementioned studies.

In the present work, we focused on selected three articles that discuss the most common SNPs found in humans.4-6

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The first study selected was the research that involved a sample population of 242 subjects characterized by the general sensitivity to glutamate through tests repeated with MSG solutions.4 After the characterization, 87 subjects were underwent by sequencing the coding regions of the tas1r1 and tas1r3 genes. Five SNPs in tas1r1 (all nonsynonymous) and 12 SNPs in tas1r3 (four nonsynonymous and eight synonymous) were found.4 tas1r1 presents the SNPs A110V and A372T and tas1r3 the SNPs A5T, A5A, T153T, R247H, P416P, and R757C.4

The second study selected was a research performed in vitro using functional expression of SNPs of T1R1 and T1R3 in HEK293 cells, which was able to quantify the receptor activity when stimulated with MSG.5 The research involved the SNPs A110V and R507Q from the N-terminal ligand-binding domain of T1R1, and F749S and R757C from the transmembrane domain of T1R3.5

The last study chosen to be discussed in the present work was a research performed with 92 adults who were underwent to tastants (NaCl, sucrose, citric acid, and quinine) applied locally to fungiform and circumvallate loci. The whole mouth was sampled and evaluated for the influence of SNPs A372T and intronic rs17492553 C/T.6

Discussion

The tas1r gene encodes a large N-terminal extracellular domain (ECD), seven transmembrane domains (TM1-TM7) that are separated by alternating intracellular and extracellular loops (il-i3 and el-e3, respectively), and an intracellular C-terminal domain. Studies have suggested that the ECD of tas1r1 contains binding sites of umami stimuli and ECD of tas1r3 is also required for receptor-ligand binding activity.8

Studies involving genetic analysis of mouse strains showed differences in preference for sweeteners and glutamate that suggest that SNPs may result in modification on receptor threshold. 9-12 Corroborating these results, studies with humans have shown that the SNPs are also able to modify the receptor threshold. 13

Although the binding role of tas1r ECDs for human taste perception has not been determined, these studies suggested that the majority of polymorphisms occur in the ECDs of tas1rs, thereby compromising the sensitivity to umami stimuli.4 An in vitro study investigated the capacity of R507Q and A110V SNPs to respond to MSG solution activated to approximately 25-50% of the T1R1/T1R3. This means that these two SNPs when present decrease the activation of these specific receptors. On the other hand, the A372T SNP in an in vitro study expressed in HEK293 cells showed comparable sensitivity to MPG to the normal T1R1+T1R3 dimer.

Transmembrane domains (TMD) may be involved in the activation of the G protein or binding to an allosteric modulator.4 Different from the SNPs in the ECD, the TMD R757C SNPs resulted in greater umami ratings of low concentrations of MSG in human experiments suggesting that humans with this SNP are more sensitive to recognize low concentration solutions of MSG.4 Amino terminal SNPs like A5T and R247H affected the human capacity to recognize differences in the MSG solutions only with high solution concentrations.4 Molecular tools such as 3D modeling have helped to explain how the SNP on ECD modify the receptor sensibility to chemical stimuli. Information from the 3D modeling used as a guide to explore the impact of the 110 amino acid replacement due to SNP T1R1/T1R3 receptor activity revealed the introduction of hydrophobic interactions with the T1R3 residue K155. The substitution of alanine by valine in this

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position suggested the induction of a large conformational change of the T1R1 monomer backbone.5

The cystein-rich region (CRR) seems to be very important for the T1R1 function. The residue 507 of T1R1 is localized in the CRR and fits with the conserved basic residue 519.5,7 This SNP suggests that the substitution leads to the loss of a conserved negative charged residue. Furthermore, this substitution is likely to lead a conformational change with a novel pairing of the neighboring disulphide bridges. These events may explain the loss of the receptor activity observed using a functional assay.7

The SNP A372T localizes in ECD of T1R1. This SNP is alternatively spliced during transcription, suggesting that part of the peptide encoded by this exon is less critical for receptor functioning and instead is involved in other ways to influence taste functioning.6

Conclusion

Polymorphisms in tas1r are associated with modifications of perception of sweet and umami tastes in humans. Nontaster and hypotaster subjects to these types of taste were a more common form of alteration found in recent studies. SNPs that enhanced the ability to identify the sweet or umami tastes are rare. Studies suggested the ECD SNPs of TAS1R3 were usually associated with the decrease of perception of umami sensation.

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6- Rawal S, Hayes JE, Wallace MR, Bartoshuk LM, Duffy VB. Do polymorphisms in the TAS1R1 gene contribute to broader differences in human taste intensity? Chem Senses. 2013 Oct;38(8):719-28. doi: 10.1093/chemse/bjt040. Epub 2013 Sep 2. PubMed PMID: 24000232; PubMed Central PMCID: PMC3777563. 7- Muto T, Tsuchiya D, Morikawa K, Jingami H. Structures of the extracellular regions of the group II/III metabotropic glutamate receptors. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Mar 6;104(10):3759-64. Epub 2007 Feb 26. PubMed PMID: 17360426; PubMed Central PMCID: PMC1820657. 8- Li X, Zhang F, Xu H, Li Q. PCT/US patent 2006/041158. 2007. 9- Bachmanov AA, Tordoff MG, Beauchamp GK. Intake of umami-tasting solutions by mice: a genetic analysis. J Nutr. 2000 Apr;130(4S Suppl):935S-41S. PubMed PMID: 10736356; PubMed Central PMCID: PMC3644809. 10- Max M, Shanker YG, Huang L, Rong M, Liu Z, Campagne F, Weinstein H, Damak S, Margolskee RF. Tas1r3, encoding a new candidate taste receptor, is allelic to the sweet responsiveness locus Sac. Nat Genet. 2001 May;28(1):58-63. PubMed PMID: 11326277. 11- Reed DR, Li S, Li X, Huang L, Tordoff MG, Starling-Roney R, Taniguchi K, West DB, Ohmen JD, Beauchamp GK, Bachmanov AA. Polymorphisms in the taste receptor gene (Tas1r3) region are associated with saccharin preference in 30 mouse strains. J Neurosci. 2004 Jan 28;24(4):938-46. PubMed PMID: 14749438; PubMed Central PMCID: PMC1397915. 12- Winnig M, Bufe B, Meyerhof W. Valine 738 and lysine 735 in the fifth transmembrane domain of rTas1r3 mediate insensitivity towards lactisole of the rat sweet taste receptor. BMC Neurosci. 2005 Apr 7;6:22. PubMed PMID: 15817126; PubMed Central PMCID: PMC1084349. 13- Kim UK, Wooding S, Riaz N, Jorde LB, Drayna D. Variation in the human TAS1R taste receptor genes. Chem Senses. 2006 Sep;31(7):599-611. Epub 2006 Jun 26. PubMed PMID: 16801379.

72

Anexo II

CONHECIMENTO DA POPULAÇÃO UNIVERSITÁRIA DE MONTES CLAROS-MG SOBRE

O ACIDENTE VASCULAR ENCEFÁLICO.

Knowledge of university population about stroke in Montes Claros-MG

Marcelo José da Silva de Magalhães ¹

Rafael Moreno Ribeiro do Nascimento2,

Alcino Franco de Moura Junior3,

Zuíla Maria de Jesus Rametta4,

Diego Vinícius de Castro Pereira5

1- Neurocirurgião do Hospital Aroldo Tourinho. Mestrando pela Inforium. Professor de medicina da Funorte-Faculdade Unidas do Norte de

Minas e FipMoc-Faculdades Integradas de Montes Claros.

2-Analista administrador de redes. Mestrando pela Inforium. Professor de programação e redes de computadores na UNIMONTES -

Universidade Estadual de Montes Claros e FACIT-Faculdade de Ciências e Tecnologia.

3-Jornalista. Mestrando pela Inforium. Professor do Departamento de Ciências da Computação da UNIMONTES-Universidade Estadual de

Montes Claros , Funorte-Faculdade Unidas do Norte de Minas e FipMoc-Faculdades Integradas de Montes Claros.

4-Matemática- Mestrando pela Inforium. Pós-graduanda em Estatística pela UFMG. Professora da disciplina de matemática na

UNIMONTES-Universidade Estadual de Montes Claros e FASI- Faculdade de Saúde Ibituruna.

5-Analista de Sistemas. Mestrando pela Inforium. Professor da disciplina de Informática na Funorte-Faculdade Unidas do Norte de Minas

RESUMO: O acidente vascular encefálico (AVE) é uma doença com prevalência elevada. Apresenta índices

elevados de morbidade e mortalidade, estando entre as principais causas de incapacidade permanente em

diferentes partes do mundo. O objetivo deste trabalho é ter informações sobre o grau de conhecimento sobre

os fatores de risco sobre acidente vascular encefálico entre os acadêmicos de faculdades localizadas no

município em Montes Claros, Brasil. Estudo epidemiológico realizado com 128 acadêmicos provenientes da

cidade de Montes Claros. Dados foram coletados entre maio e julho de 2014, por meio de entrevista

semiestruturada. Conclui-se que pelo menos 38% da amostra entrevistada conhecia um fator de risco relevante

sobre AVE.

Palavras-chave: Acidente vascular encefálico; epidemiologia; fatores de risco.

ABSTRACT: Stroke is a disease with high prevalence. This disease presents high morbidities and mortality rates

and it is among the main disabilities in different parts of the world. The goal of this reseach is show the

university knowledge about stroke. It is characterized as descriptive, it was made with 128 university students

73

in the Montes Claros city. Data was collected between May and July 2014, through semistructured interviews.

It is concluded at least 38% of universitaries know one main risk factor to stroke.

Keywords: Stroke;epidemiology; risk factors.

Introdução

Cerca de 58 milhões de mortes ocorrem

anualmente em todo o mundo por diferentes

etiologias e cerca de 5,7 milhões são decorrentes

do acidente vascular encefálico (AVE).1,2

Atualmente, o AVE é a segunda causa de morte e

responsável por 10% de todas as mortes no

mundo.1,2 Entretanto 85% das mortes decorrentes

desta doença ocorrem nos países em

desenvolvimento e um terço destes pertencem a

faixa economicamente ativa da população.3,4 Sabe-

se que ocorrerá um aumento de 300% na

incidência do AVE na população idosa latino

americana e asiática nos próximos 30 anos. 3,4 No

Brasil esta doença foi a responsável por 10% dos

óbitos em 2005 e por 10% de todas as admissões

nos hospitais públicos. 3,4 Em um estudo brasileiro

envolvendo 814 pessoas em quatro cidades

apenas 22% da população entrevistada sabia

reconhecer adequadamente um sinal físico

sugestivo de AVE.5 Estudos realizados em países

em desenvolvimento sobre a ativação do serviço

de emergência têm revelado de forma sistemática

que intervenções na população são necessárias

para melhorar o reconhecimento do AVE. Isso

diretamente elevará o número de pacientes

atendidos na fase aguda da doença o que

acarretará uma redução na morbidade e

mortalidade destes. 6

O objetivo deste trabalho é avaliar o nível de

conhecimento de uma pequena amostra de

estudantes universitários em algumas

universidades em Montes Claros sobre o AVE.

Os entrevistados participaram da pesquisa após

assinarem o termo de consentimento livre e

esclarecido.

Os integrantes desta pesquisa não apresentam

conflito de interesse.

Metodologia

Trata-se de um estudo descritivo, de cunho

epidemiológico realizado com acadêmicos dos

cursos de matemática, informática, estatística e

programação da UNIMONTES - Universidade

Estadual de Montes Claros, FipMoc - Faculdades

Integradas de Montes Claros, FACIT - Faculdade de

Ciências e Tecnologia e FASI - Faculdade de Saúde

Ibituruna. Todas estas faculdades localizam-se na

cidade de Montes Claros - MG. A amostragem

aleatória envolveu 128 acadêmicos dos cursos

supracitados durante o período de Maio à Junho

de 2014. O cálculo utilizou um erro amostral

máximo tolerável de 9% como valor de erro

amostral com amostra inicial de 123 pessoas.

Critérios de inclusão foram: idade igual ou superior

à 18 anos, estar matriculados nos cursos

supracitados, assinar o termo de consentimento

livre-esclarecido. Critérios de exclusão: idade

inferior a 18 anos, não estar devidamente

matriculado nas disciplinas de matemática e

programação. Para coleta dos dados trabalhou-se

com entrevista semiestruturada composta por

questões fechadas sobre fatores de risco,

manifestações na fase aguda e conduta frente ao

paciente na fase aguda. As informações coletadas

dos pacientes foram organizadas em banco de

dados no programa Microsoft Office Excel®, 2010.

Posteriormente, procedeu-se à análise estatística

com o programa Minitab 16. Entre as limitações

deste estudo está a amostragem aleatória e

amostra envolvendo somente acadêmicos destas

faculdades acarretando um viés na metologia.

74

Resultados

Nota-se que a amostra foi constituída por 53% de mulheres e 47% de homens, com 57% dos entrevistados com idade entre 17 e 25 anos. Observa-se que a grande maioria dos estudantes, 72% concluíram o ensino médio em escolas públicas e 17% em escolas públicas e privadas. Maioria da amostra, 57% concluiu o ensino médio entre 2010 e 2013. Houve um predomínio de solteiros nesta amostra, constituindo 88% dos entrevistados. (Tabela 01) Pelo menos 38% dos entrevistados conhecia pelo menos um fator de risco para AVE. Entre os fatores de risco para esta doença os mais conhecidos pela população entrevistada foram a hipertensão arterial sistêmica (HAS) 83%, obesidade 75% e o sedentarismo com 74%. O fator de risco menos conhecido pela população foi o ataque isquêmico transitório (AIT) que contou com apenas 41% dos entrevistados. (Tabela 02). Notou-se uma baixa taxa de reconhecimento pelos entrevistados dos fatores protetores para AVE. Menos de 10% destes conhecia que o controle adequado da HAS, baixas taxas de colesterol e atividade física contribuíam para reduzir as taxas de AVE. (Tabela 02) Quanto à capacidade de reconhecer um AVE na fase aguda, 65% dos entrevistados sabia que alterações da fala, dormência ou fraqueza motora poderiam ser sinais da doença em uma fase aguda. Quanto ao manejo correto do paciente na fase aguda do AVE, 85% realizaria a conduta correta frente a um paciente com esta patologia. (Tabela 02)

Características demográficas dos

entrevistados

N %

Sexo

Masculino

Feminino

60

68

47%

53%

Idade Menos de 17 anos

Entre 17 a 18

Entre 19 a 25

Entre 26 a 33

Entre 34 a 41

Entre 42 e 49 anos

1

23

73

21

4

4

1%

18%

57%

17%

3%

3%

Estado civil

Solteiro

Casado/mora com um companheiro

Separado/ divorciado/ esquitado.

Viúvo

112

14

1

0

88%

11%

1%

0%

Conclusão do ensino médio

Entre 2013 e 2010

Entre 2009 e 2005

Entre 2004 e 2000

Entre 1999 e 1995

Entre 1994 e 1990

Antes de 1990

72

31

14

5

4

1

57%

24%

11%

4%

3%

1%

Tipo de escola

Somente em escola pública.

Parte em escola pública e parte em

escola particular.

Somente em escola particular.

Somente em escola indígena ou em

escola situada em comunidade

quilombola.

Parte na escola indígena e parte em

escola não-indígena.

Parte em escola situada em

comunidade quilombola e parte em

escola fora de área quilombola.

91

22

14

0

0

0

72%

17%

11%

0%

0%

0%

Tabela 1 – Dados socioculturais da população universitária sobre o AVE

na cidade de Montes Claros.

75

Grau de conhecimento do

entrevistado sobre diversas os

fatores de risco para AVE

N %

Diabetes

Fibrilação atrial

Sedentarismo

Obesidade

Hipertensão arterial sistêmica

Tabagismo

Etilismo

AIT

76

53

75

76

86

79

72

48

59%

41%

74%

75%

83%

61%

56%

38%

Capacidade de reconhecer um fator

protetor para AVE

Atividade Física

Controle de HAS

Controle de taxa de colesterol

11

9

5

9%

7%

4%

Manejo correto doente na fase aguda

do AVE

109 85%

Capacidade de reconhecer um AVE na

fase aguda

Presença de pessoas no círculo social

que apresentaram AVE

Familiar próximos

Familiar distante

Amigo

Colega de trabalho

Vizinho

76

33

16

14

2

13

58%

26%

13%

11%

2%

10%

Discussão

O acidente vascular encefálico (AVE) é

definido como “sinais de distúrbio focal (por vezes

global) da função cerebral de evolução rápida

durando mais de 1 hora.” 1 Esse distúrbio

neurológico é provocado pela redução do fluxo

sanguíneo numa artéria de pequeno ou médio

calibre que irriga uma parte do encéfalo,

ocasionando um infarto ou quando ocorre uma

hemorragia decorrente da ruptura de uma

artéria.1 Quando o déficit neurológico induzido

pela isquemia apresenta duração inferior a 1 hora,

é definido como ataque isquêmico transitório

(AIT). Reconhecer precocemente os sintomas e

sinais do AVE favorece um tratamento mais rápido

reduzindo a morbi-mortalidade dos pacientes

acometidos.2 Estudos realizados em diferentes

partes do mundo têm mostrado divergentes graus

de conhecimentos da população quanto às

informações referentes a esta doença.2

Um estudo realizado em um hospital de

nível terciário de Karachi, cidade mais populosa do

Paquistão, envolveu 398 pacientes.10 Nesta

pesquisa somente metade dos pacientes sabia que

o órgão envolvido nesta patologia é o cérebro e

cerca de 20% acreditava que o coração seria o

órgão afetado durante o AVE. Apesar desta

informação, coerentemente, 70% e 60% dos

entrevistados respectivamente, reconheciam que

a fraqueza e dormência em face e corpo poderia

representar os sintomas iniciais de um AVE. 10

Nota-se que mesmo em nações localizadas

na Europa, com é o caso da Irlanda, apresentam

taxas preocupantes de desconhecimento das

manifestações do AVE.9 Em um grande estudo

realizado na Irlanda envolvendo 2033 pessoas com

idade superior a 65 anos, menos da metade sabia

reconhecer sintomas das manifestações iniciais de

um AVE, exceto quanto à alteração da linguagem,

em que 54% destes reconhecia esta alteração

como manifestação de um AVE.9

No Brasil, um estudo realizado no

município de Pelotas-RS envolvendo 483

entrevistados foram respondidos como sinal,

sintomas ou sequela de AVE o déficit motor em

79,0% e os distúrbios de linguagem em 82,5%.7

Em nosso estudo, realizado em Montes

Claros-MG, nota-se que apenas 58% dos

entrevistados conseguiram reconhecer que o AVE

pode se apresentar como uma cefaleia de forte

intensidade, dificuldade súbita para falar ou

Tabela 2 – Grau de conhecimento da população universitária sobre o

AVE na cidade de Montes Claros.

76

paralisia de um lado do corpo. Somente 19%

sabem que os sintomas do AIT apresentam

duração de 1 hora. Nota-se que somente 67% dos

entrevistados sabiam que a obstrução de uma

artéria cerebral poderia levar a um quadro de AVE

e 18% sabia que a hemorragia no cérebro poderia

acarretar um AVE. (Tabela 2)

A hipertensão arterial sistêmica (HAS) é o

principal fator de risco modificável para AVE.12

Quanto maior a pressão arterial, maior o risco de

desenvolver esta patologia. Outra doença crônica

envolvida nesta doença está o diabetes melito

(DM), que é o segundo fator de risco modificável

mais importante.12 O diabetes predispõe AVE por

mecanismos aterogênicos diretos e por interagir

com outros fatores de risco, como HAS e

dislipidemia.12 Alguns hábitos também elevam o

risco para AVE, sendo o tabagismo um fator de

risco bem conhecido. Todo fumante reduzirá o

risco de AVE ao parar de fumar, independente de

quanto já tenha fumado. A arritmia mais envolvida

no AVE é fibrilação atrial, especialmente se

associada à lesão valvar.12 Existem alguns fatores

de risco não modificáveis para o AVE, tais como a

idade que é o principal deles.12 Outros fatores de

risco conhecidos são: sedentarismo, síndrome do

anticorpo antifosfolipídeo, consumo de cocaína,

meningite bacteriana ou tuberculosa, neurossífilis,

lúpus eritematoso sistêmico e vasculites

necrosantes.12

O desenvolvimento socioeconômico do

país nem sempre apresenta influência no grau de

conhecimento de sua população quantos aos

fatores de risco para o AVE.11 Corroborando com

estas ideias vejam os resultados destes próximos

estudos.

Um grande estudo realizado em Uganda

envolvendo 5481 participantes oriundos de

cidades e zona rural revelou que somente 27%

destes conhecia um fator de risco para o AVE.11

Somente 56% deste subgrupo conhecia que a HAS

era um fator de risco, com diferença estatística

significativa para os residentes da zona urbana. 11

(Tabela 3)

Um estudo realizado na Austrália com 822

participantes através de uma pesquisa realizada

por meio de telefonemas mostrou que o grau de

conhecimento para todos os fatores de risco para

AVE dentre os entrevistados esteve no patamar

inferior a 40%.12 Somente 31% da população

envolvida nesta pesquisa sabia que HAS era um

fator de risco para AVE.12 (Tabela 3)

No Brasil, em um estudo realizado na

cidade de Vassouras-RJ evolvendo 356

entrevistados, 31,38% da população residente na

zona urbana conhecia um fator de risco para o AVE

e 41,07% conheciam dois ou mais fatores de

risco.8 Por outro lado, entre a população

entrevistada residente na zona rural, 29,16%

conheciam um fator de risco e 29,76% mais de um

fator de risco8. No estudo da cidade de Pelotas-RS,

48,7% dos entrevistados conhecia que a idade

acima de 40 anos era fator de risco, 95,3% a HAS,

88,1% o sedentarismo e 96,5% o consumo de

drogas.7 Em nosso estudo cerca de 83%, 59% e

61%, conheciam respectivamente que a

hipertensão arterial sistêmica,d melitus e

tabagismo são fatores de risco para o AVE. (Tabela

2)

Grau de conhecimento do

entrevistado sobre diversas os

fatores de risco para AVE

N %

Uganda 2013- 1180 indivíduos

Idade avançada

Diabetes Melitus

Cardiopatia

Obesidade

Hipertensão Arterial Sistêmica Tabagismo

Etilismo

Hereditariedade

55

65

18

24

244

3

15

3

12,6%

14,9%

4,1%

5,5%

56%

0,7%

3,4%

0,7%

Irlanda 2009-2033 indivíduos

Hipertensão Arterial Sistêmica

Dislipidemia

Obesidade

Diabetes Melitus

Etilismo

1523

823

608

217

201

75%

40%

30%

11%

10%

77

Sedentarismo

Hereditariedade

363

333

18%

16%

Austrália 2001

Tabagismo

Estresse

Dieta inadequada

Hipertensão Arterial Sistêmica

Obesidade

Hereditariedade

Sedentarismo

Estilo de vida não saudável

Dislipidemia

Etilismo

324

277

265

261

220

182

181

128

111

171

39,4%

33,7%

32,2%

31,8%

26,8%

22,1%

22%

15,6%

13,5%

20,8%

Conclusão

O rápido reconhecimento dos sintomas do

acidente vascular encefálico é a chave para

maximizar os resultados do tratamento desta

patologia acarretando desta forma melhores

resultados funcionais dentre estes pacientes. O

presente estudo revela uma lacuna importante no

conhecimento da população universitária de

Montes Claros investigada quanto aos fatores

protetores do AVE e reconhecimento de alguns

fatores de risco para a esta patologia.

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9. Hickey A, O'Hanlon A, McGee H, Donnellan C, Shelley E, Horgan F, O'Neill D.

Tabela 3 – Grau de conhecimento da população em diferentes partes do

mundo sobre os fatores de risco para o AVE.

78

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Stroke,32(8): 1926–1930, 2001.

0

0

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Marcelo José da Silva de Magalhães - mestradoti.com.br · Homo sapiens FIGURA 15- FIGURA 16- Gene tas1r3 e posição do SNPns no éxon III FIGURA 17- Gene tas1r3 e posição do