nociceptores_traduÃ§Ã£o_2012_fein

8/10/2019 nociceptores_traduo_2012_fein

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N O C I C E P T O R E S As clulas que sentem dor

T R A D U O

Alan Fein

Pau o Petrov


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Contedo

A dor uma sensao desagradvel, primariamente tem a funo protetora em contrapartidana cronicidade no atende a sobrevivncia. Esta edio eletrnica uma introduo ao estudo

da dor, uma investigao experimental do sistema sensorial especializado, os nociceptores.

I Nociceptores : O autor revisa o sistema nervoso perifrico sensorial especializado quefornece informaes ao sistema nervoso central da leso tecidual, os nociceptores aferentesprimrios e as sensaes dolorosas . Descreve as classes dos nociceptores . Analisa a funo dosnociceptores e o mecanismo de funcionamento do nociceptor . A ocorrncia da hiperalgesia e asensibilizao dos nociceptores.

II - Transduo Sensorial: Nesta seo, uma explanao dos mecanismos moleculares nasinalizao do estmulo nocivo. As alteraes da permeabilidade inica na membrana

plasmtica, o potencial de repouso e o gradiente de concentrao . A relao entre a estruturae a funo dos canais de ons. Os tipos de estmulos sensoriais que ocorrem durante a lesotecidual.

III Receptores de Potencial Transitrio (TRP) : Uma anlise das propriedades dos canais doreceptor de potencial transitrio. O descobrimento em TRP em fotorreceptores da Drosfila . Aclassificao dos TRP nos mamferos e as sensaes de molculas irritantes ou nocivas nosabor e chemestesia , como a capsaicina. Os canais do TRP implicados na transduo de sinaldo nociceptor: TRPV1 e como alvo teraputico , TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPA1 e TRPM8.

IV - Mediadores Qumicos: O autor examina os mediadores qumicos considerados adesempenhar um papel no nociceptor: a serotonina (5-HT), a bradicinina (BK), o trifosfato deadenosina (ATP), as proteases e a inflamao neurognica , o pH baixo, o cido lisofosfatdico (LPA) e o fator de crescimento neural (NGF). Simultaneamente evidencia os receptores e oscanais de ons considerados envolvidos na execuo das aes dos mediadores qumicos.

V Canais de ons Controlados por Voltagem (VGICs): Uma verificao do papel das correntesda membrana na gerao e na propagao dos potenciais de ao, do mesmo modo que aliberao de neurotransmissores das terminaes pr-sinpticas. As respostas e as sensaes

de dor nos canais de sdio controlado por voltagem de subunidade alfa (NaV), como: NaV1.8, NaV1.9, NaV1.7, NaV1.3, NaV1.1 e NaV1.6. Os canais de potssio (K) no efeito da morfina e ocanal de clcio controlado por voltagem (CaV). A regulao da frequncia de disparo nos canalde ctions controlado por nucleotdeo cclico ativado por hiperpolarizao (HCN).

VI Dor Neuroptica : Uma descrio dos mecanismos bsicos da dor neuroptica ouneuropatia perifrica. Modelos de leses nervosas experimentais e dois exemplos dassndromes de dor neuropticas: causalgia e neuralgia do trigmeo . Alguns exemplos dadiversidade dos tratamentos: gabapentina e pregabalina, artemin e canabinoides . O padro dedisparo resultante de uma corrente em marca-passo . A atividade espontnea e toxina

botulnica tipo A. Dor espontnea, hiperalgesia e alodinia associadas com a desmielinizao.


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Abreviaes e Anacrnimos

5-hidroxitriptamina 5-HT 5-hydroxytryptamine

receptor de 5-hidroxitriptamina 2A 5-HT2A 5-hydroxytryptamine 2A receptorreceptor de 5-hidroxitriptamina 3 5-HT3 5-hydroxytryptamine 3 receptor

cido araquidnico AA arachidonic acidadenilato ciclase AC adenylate cyclase

anti-inflamatrio no esteroidal AINE nonsteroidal anti-inflammatory drugartemin ARTN artemin

canal de on sensvel a cido ASIC acid-sensing ion channeltrifosfato de adenosina ATP adenosine triphosphate

receptor B1 de bradicinina B1 bradykinin receptor B1receptor B2 de bradicinina B2 bradykinin receptor B2

bradicinina BK bradykinintoxina botulnica tipo A BTX-A botulinum toxin type A

monofosfato de adenosina cclico cAMP cyclic adenosine monophosphatecanal de clcio controlados por voltagem CaV voltage gated calcium channel

canabinoides CB cannabinoidsreceptor de canabinoide tipo um CB1 cannabinoid receptor type one

receptor de canabinoide tipo dois CB2 cannabinoid receptor type twomonofosfato de guanosina cclico cGMP cyclic guanosine monophosphate

peptdeo relacionado ao gene da calcitonina CGRP calcitonin gene-related peptideciclooxigenase COX cyclooxygenase

diacilglicerol DAG diacylglyceroltoxina da diftrica A DTA diphtheria toxin A

enzima conversora da angiotensina ECA angiotensin converting enzymepotencial de equilbrio do potssio E

K potassium equilibrium potential

potencial de equilbrio do sdio ENa sodium equilibrium potentialreceptor de prostanoide E EP E prostanoid receptor

potencial de reverso Erev reversal potentialquinases reguladas por sinal extracelular um e dois ERK1/2 extracellular signal-regulated kinase one and two

cido gama-aminobutrico GABA gamma-aminobutyric acidfator neurotrfico derivado da clula glial GDNF glial cell-derived neurotrophic factor

difosfato de guanosina GDP guanosine diphosphatereceptor acoplado protena G GPCR G protein-coupled receptor

gnglio da raiz dorsal GRD dorsal root gangliontrifosfato de guanosina GTP guanosine trisphosphate

canal controlado por nucleotdeo cclico

ativado por hiperpolarizaoHCN hyperpolarization-activated

cyclic nucleotide-gated channelcanal HCN dois HCN2 HCN channel twocanal HCN quatro HCN4 HCN channel four

cido hidroperoxieicosatetraenoico HPETE hydroxyeicosatetraenoic acidcorrente marca-passo do HCN Ih pacemaker current of HCNreceptor do trifosfato inositol IP inositol trisphosphate receptor

trifosfato de inositol IP3 inositol trisphosphatecanal de potssio de dois poros K2P two-pore potassium channel

canal de potssio de dois poros membro dois K2P2.1 two-pore potassium channel member twocanal de potssio de dois poros membro trs K2P3.1 two-pore potassium channel member three

canal de potssio de dois poros membro cinco K2P5.1 two-pore potassium channel member fivecanal de potssio sensvel ao ATP KATP ATP-sensitive potassium channel

canal de potssio de retificao interna Kir inwardly-rectifying potassium channelcanal de potssio controlado por voltagem KV voltage-gated potassium channel


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canal de on controlado por ligante LGIC ligand-gated ion channellipoxigenase LOX lipoxygenase

cido lisofosfatdico LPA lysophosphatidic acidreceptor do cido lisofosfatdico um LPA1 lysophosphatidic acid receptor one

protena quinase ativada por metognese MAPK mitogen-activated protein kinaseN-araquidonoildopamina NADA N-arachidonoyldopamine

canal de sdio controlado por voltagem NaV voltage-gated sodium channelcanal de sdio controlado por voltagem alfa I NaV1.1 sodium channel, voltage-gated, alpha I

canal de sdio controlado por voltagem alfa III NaV1.3 sodium channel, voltage-gated, alpha IIIcanal de sdio controlado por voltagem alfa VI NaV1.6 sodium channel, voltage-gated, alpha VI

canal de sdio controlado por voltagem alfa VII NaV1.7 sodium channel, voltage-gated, alpha VIIcanal de sdio controlado por voltagem alfa VIII NaV1.8 sodium channel, voltage-gated, alpha VIII

canal de sdio controlado por voltagem alfa IX NaV1.9 sodium channel, voltage-gated, alpha IXfator de crescimento neural NGF nerve growth factor

xido ntrico NO nitric oxidereceptor purinrgico P2 purinergic receptor

purinoceptor do canal de ons controlado por ligante P2X ligand-gated ion channel purinoceptor

purinoceptor do canal de ons controlado por ligante dois P2X2 ligand-gated ion channel purinoceptor twopurinoceptor do canal de ons controlado por ligante trs P2X3 ligand-gated ion channel purinoceptor threepurinoceptor acoplado protena G P2Y G protein-coupled purinoceptor

purinoceptor acoplado protena G um P2Y1 G protein-coupled purinoceptor onepurinoceptor acoplado protena G dois P2Y2 G protein-coupled purinoceptor two

receptor ativado por proteases PAR protease-activated receptorreceptor ativado por proteases um PAR1 protease-activated receptor one

receptor ativado por proteases dois PAR2 protease-activated receptor tworeceptor ativado por proteases quatro PAR4 protease-activated receptor four

fosfofatidil colina PC phosphatidyl cholineprostaglandina E2 PGE2 prostaglandin E2 prostaglantina I2 PGI2 prostaglandin I2

fosfadilinositol difosfato PIP2 phosphatidylinositol bisphosphatepermeabilidade ao potssio PK potassium permeability

protena quinase C PKC protein kinase Cprotena quinase G PKG protein kinase G

fosfolipase A2 PLA2 phospholipase A2 fosfolipase C PLC phospholipase C

fosfolipase C-beta PLC- phospholipase C-betafosfolipase D PLD phospholipase D

permeabilidade ao sdio PNa sodium permeabilitycido graxo poli-insaturado PUFA polyunsaturated fatty acid

receptor da tirosina quinase RTK receptor tyrosine kinasesubstncia P SP substance P

receptor sulfonilureia SUR sulfonylurea receptorreceptor da tirosina quinase neurotrfica tipo um TRK1 neurotrophic tyrosine kinase receptor type one

receptor de potencial transitrio TRP transient receptor potentialreceptor de potencial transitrio da anquirina um TRPA1 transient receptor potential ankyrin one

receptor de potencial transitrio da melatatina oito TRPM8 transient receptor potential melastatin eightreceptor de potencial transitrio da vaniloide um TRPV1 transient receptor potential vanilloid one

receptor de potencial transitrio da vaniloide dois TRPV2 transient receptor potential vanilloid tworeceptor de potencial transitrio da vaniloide trs TRPV3 transient receptor potential vanilloid three

receptor de potencial transitrio da vaniloide quatro TRPV4 transient receptor potential vanilloid fourtetrodotoxina TTX tetrodotoxin

resistente a tetrodotoxina TTX-R tetrodotoxin-resistent

sensvel a tetrodotoxina TTX-S tetrodotoxin-sensitivecanal de on controlado por voltagem VGIC voltage-gated ion channelpotencial de membrana VM membrane potential


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I Nociceptores

A dor uma sensao desagradvel, a qual um componente essencial do sistema de defesa

do organismo. Fornece um rpido aviso ao sistema nervoso para iniciar uma resposta motora eminimizar o prejuzo fsico. A falta da capacidade de experimentar a dor como na raracondio de insensibilidade congnita a dor, com anidrose 1 pode causar srios problemasgraves sade, tais como: automutilao, autoamputao e cicatrizes nas crneas.

At o sculo XX, houve um debate acalorado e vigoroso sobre a natureza da dor. Um ladodeteve que o estmulo sensorial, qual normalmente ativa os rgos do sentido, tal como tato,iria iniciar a dor atravs dos mesmos rgos, se o estmulo fosse suficientemente forte. Outrolado que existia uma classe especializada separada de rgos do sentido especficos dor.

No final do sculo passado, o debate foi definido e demonstrado conclusivamente que existemrgos sensoriais especializados, os quais sinalizam a dor.

Dor e Nocicepo

A palavra dor, na lngua portuguesa *, vem do latim: dolore , que significa sofrimento; e painna lngua inglesa, do grego: poin , pena.

Os fisiologistas distinguem entre dor e nocicepo, onde a nocicepo se refere aos sinais quechegam ao sistema nervoso central (SNC) resultante da ativao dos receptores sensoriaisespecializados, chamados nociceptores , que fornecem informaes sobre a leso tecidual.Consequentemente a dor uma experincia emocional desagradvel que geralmenteacompanha a nocicepo.

O foco dessa edio eletrnica so os nociceptores , os receptores sensoriais especializados quefornecem informaes sobre a leso tecidual.

Neurnios sensoriais

Historicamente, para aprender alguma coisa sobre o estmulo que ativa um grande nmero denociceptores, nas fibras nervosas selecionadas aleatoriamente, foram tipicamente estudadasas que inervam a pele. Os grandes nervos perifricos, em animais, so na realidade umacombinao composta de feixes, por milhares de fibras nervosas individuais, delimitadas poruma bainha de tecido conectivo frouxo. A velocidade de conduo com que as fibras nervosasindividuais, no feixe, transmitem os potenciais de ao para e do sistema nervoso, podemvariar mais do que 100 vezes, tornando interessante saber a velocidade de conduo, nasfibras, que transportam o sinal dos nociceptores ao crebro.

* Nota do tradutor


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A atividade eltrica em uma fibra individual, no feixe nervoso, pode ser isolada e verificada,usando uma variedade de mtodos, um dos quais mostrado na Figura 1.1. Nesse exemplocitado, um eletrodo intracelular foi usado para espetar o corpo celular de um neurniosensorial, no gnglio da raiz dorsal (GRD) e dessa maneira registrar sua atividade eltrica. OGRD composto por vrios corpos celulares dos neurnios sensoriais e est localizada lateral amedula espinhal da coluna vertebral. Estes neurnios sensoriais tm axnios que projetam aostecidos perifricos, como a pele e so responsveis por nossas sensaes em nosso corpo. Ognglio trigeminal anlogo ao GRD da medula espinhal e responsvel pelas sensaes naface. A velocidade de conduo, no neurnio espetado, foi medida usando um pulso devoltagem breve, aplicado ao eletrodo estimulante extracelular, para evocar o potencial deao na fibra nervosa composta do feixe nervoso. Sabendo, a distncia entre o eletrodoestimulante e o local do eletrodo de registro, o tempo que leva o potencial de ao paraalcanar o local do eletrodo de registro aps aplicao do pulso de voltagem, a velocidade deconduo facilmente pode ser calculada.

Fig. 1.1 Calor intenso do fogo ativa os terminais dos nociceptores . Os potenciais de ao so propagados ao longo dos axnios dos nociceptores a medula espinhal e umeletrodo intracelular, espetado no corpo celular que se encontra no gnglio da raiz dorsal, monitora aatividade de um dos nociceptores. O terminal central de uma fibra de colorao positiva para plantalectina, isolectina B4 (IB4

+) mostrada que termina na lmina II, e que uma fibra (IB 4-) mostrada que

termina na lmina I. Os eletrodos estimulantes extracelulares esto conectados a um estimulador depulso no mostrado e so usados para in iciar os potenciais de ao em fibra nervosa.


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Muitos neurnios sensoriais aferentes isolados desta forma respondem a estimulaomecnica ou trmica de baixa intensidade, ou seja, o estmulo que em indivduos evoca umasensao no dolorosa ou incua. Alm disso, estas fibras apresentam toda uma faixa develocidades de conduo expostas atravs do nervo. Alguns dos neurnios registrados destaforma so diferenciados por limiar relativamente elevado de ativao, por exemplo, s podeser ativado por estmulos intensos mecnico, trmico ou irritante qumico que sopotencialmente prejudiciais aos tecidos. Estes neurnios de limiar alto so considerados osnociceptores aferentes primrios .

Nociceptores Aferentes Primrios

Todos ns, provavelmente, experimentamos que a dor pode ser provocada por estmulotrmico, mecnico e qumico, o qual produz ferimento tecidual. Vrias possibilidades podemexplicar como estes diferentes estmulos resultariam na sensao de dor.

Uma possibilidade que os nociceptores individuais so sensveis a todos esses estmulosdiferentes. A outra que existem vrios tipos diferentes de nociceptores e cada um seremsensveis a um estmulo especfico. Como veremos abaixo, revela-se que ambas aspossibilidades so encontradas na natureza: alguns nociceptores so sensveis a um estmuloespecfico enquanto outros so sensveis a vrios tipos de estmulos.

A fibra nervosa, axnio, em um nervo combinado incluem os nervos aferentes e eferentes,motores e autonmicos. A velocidade que uma fibra nervosa individual conduz os potenciais

de ao est relacionada com o dimetro da fibra. Nas fibras mielinizadas maiores, avelocidade de conduo, em metros por segundo, aproximadamente seis vezes o dimetrodo axnio, determinado em mcron (veja a Figura 1.2).

Fig. 1.2 Dimetros dos axnios e velocidades de conduo no nervo perifrico.Os dimetros dos axnios so apresentados em micrometros ( m) e as velocidades de conduo sodadas em metros por segundo (m/s). As fibras designadas por C so amielinizadas e as fibras A tm umacamada de mielina.


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O histograma de distribuio das velocidades de conduo tem quatro picos: as fibrascondutoras mais lentas so amielinizadas e designadas por C, enquanto as fibras mielinizadascondutoras mais rpidas so designadas por A , A e A .

A opinio amplamente difundida, apresentada na maioria dos livros atuais, so apenas asfibras nervosas de dimetros menores e mais lentas, as fibras C e A , que transportam ossinais aferentes dos nociceptores e so sentidas como dor. As evidncias disponveis, as quaisforam revisadas minuciosamente 2, 3, sugerem que uma frao substancial dos nociceptores dasfibras A podem conduzir na faixa de velocidade da conduo A . Consequentemente, parapermitir esta possibilidade, a denominao utilizada nesse texto que o sinal dos nociceptoresseja carregado pelas fibras C amielinizadas e fibras A mielinizadas condutoras na faixa davelocidade de conduo A - . Isto deve ser mantido em mente, que o inverso no verdade,nem todas as fibras C e A - so nociceptores. Estas fibras tambm carregam os sinais dosestmulos no nocivos ou incuos; como mecnico, calor e frio.

Devido diferena na velocidade de conduo entre as fibras C e A - , o sinal das fibras A - chegam medula espinhal antes das fibras C. Isto levanta a possibilidade que o estmulodoloroso evoca duas sensaes de dor sucessivas e possivelmente distintas.

Sensaes dolorosas

A evidncia que sustenta o aspecto em que os sinais das fibras C e A - so sensaes de dordistintas, provm de condies experimentais, estimulao eltrica e bloqueio de nervo, onde

as atividades das fibras A e C so estudadas isoladas. Quando feita a estimulao nas fibras A descrita como causando uma sensao de dor acentuada em picada e que nas fibras C umasensao fraca em queimao dolorida.

Geralmente, afirma-se que para o estmulo doloroso existe uma resposta subjetiva bifsica: ador em picada de latncia curta seguida por uma segunda dor de latncia longa emqueimao e de qualidade menos suportvel. No entanto, a evidncia para duas sensaes dedor sucessivas muito menos atraente do que as duas sensaes de dor distintas. No artigooriginal mostrando que os sinais das fibras C e A - so sensaes de dor distintas . Afirmou-seque tal resposta subjetiva bifsica um estmulo doloroso transitrio ausente frequentementeem indivduos normais4.

A incapacidade de muitos indivduos normais, em experimentar a primeira e a segunda dor aum estmulo, na superfcie da pele, no deve ser tomada para sugerir que estes dois tipos dedor so artefatos, nas condies experimentais, em que foram observadas. Pelo contrrio,quando so ativados simultaneamente, em condies normais, so difceis de ser identificadacada uma pelo observador.


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Classes de Nociceptores

Quatro classes de nociceptores foram descritos: mecnicos , trmicos , polimodais e silenciosos .

Os nociceptores mecnicos respondem a presso intensa enquanto os nociceptores trmicos respondem s temperaturas extremas, quentes (> 45C) ou frias (< 5C) e possuem fibras Amielinizadas, que conduzem impulsos na velocidade de 3 m/s a 40 m/s. Coletivamente, essesdois tipos de nociceptores A - so chamados de nociceptores mecano-trmico .

Os nociceptores polimodais respondem aos estmulos nocivos; mecnicos, trmicos equmicos, possuem pequenas fibras C amielinizadas que conduzem impulsos na velocidademenor de 3 m/s. Lembre-se que as pequenas fibras A - mielinizadas carregam entradanociceptiva responsvel pela dor acentuada em picada e as pequenas fibras C amielinizadascarregam entrada nociceptiva responsvel pela dor fraca em queimao.

Os nociceptores silenciosos so ativados por estmulos qumicos, mediadores inflamatrios,respondem a estmulos mecnicos e trmicos somente depois de serem ativados. Estesnociceptores tambm possuem pequenas fibras C amielinizadas que conduzem impulsos navelocidade menor de 3 m/s.

Os nociceptores, que respondem as temperaturas nocivas, podem ser divididos em:unimodais , que so ativados por um estmulo trmico exclusivo; e os polimodais, quedetectam estmulos dolorosos qumicos, mecnicos e trmicos.

Funo dos Nociceptores

A funo bsica dos nociceptores de transmitir informaes aos neurnios de ordemsuperior sobre a leso tissular. Os receptores individuais podem ser considerados como umacaixa -preta de engenharia, que transforma a leso tissular em um sinal apropriado para asclulas nervosas sucessivas. A funo principal de um nociceptor pode ser completamentedescrita se sua conexo de entrada/sada est determinada. A entrada, naturalmente se refere leso tecidual. Qual a sada?

Um dos conceitos centrais da neurobiologia considera que os neurnios se comunicam unscom outros via sinapses. Mais comumente so encontradas as sinapses de liberao qumica,conhecida como transmissores sinpticos . Com a liberao desses transmissores que a clula capaz de se comunicar com seus vizinhos ps-sinpticos.

Devido aos nociceptores serem neurnios com sinapses qumicas, sua sada codificado naliberao dos seus neurotransmissores: a relao de entrada/sada simplesmente umaconverso da leso tecidual em liberao do transmissor.


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Transmissor sinptico

A medio direta da liberao do transmissor sinptico, em condies fisiolgicas, muitodifcil e no pode ser efetuada para qualquer nociceptor. Assim, parece que uma derivao darelao de entrada/sada est alm do alcance.

No entanto, outra propriedade neural quase universal de assistncia: a liberao detransmissor controlada diretamente pelo potencial de membrana sinptica. Portanto, com avariao do registro do potencial de membrana na sinapse, a sada do nociceptor pode serindiretamente presumida. Infelizmente, na maioria dos casos, tecnicamente difcil, se noimpossvel o registro intracelularmente de um terminal sinptico. As maiorias dos registroseletrofisiolgicos so realizadas em outras regies da clula, porque estas regies esto maisacessveis. Atividade eltrica, nos nociceptores, como na maioria dos neurnios est associada propagao do potencial de ao, que ocorre na escala de tempo em milissegundos. Esta

propagao dos potenciais de ao ao terminal sinptico e assim regulam a liberao detransmissor.

Duas tcnicas de registro so normalmente usadas para registrar os potenciais de ao donociceptor: eletrodos extracelulares registram sua ocorrncia em algum lugar ao longo doaxnio do nociceptor ou so registrados intracelularmente no corpo celular do nociceptores,conforme ilustrado na Figura 1.1. Assim, transduo sensorial dos nociceptores medidanormalmente como a converso da leso tecidual em disparo padronizado dos potenciais deao.

Transduo sensorial

Durante o sculo passado, estabeleceu-se a estrutura bsica de transduo sensorial asdiferentes sensaes, em muitas espcies de vertebrados e invertebrados.

A clula sensorial tpica mostra ter uma regio especializada, onde o receptor molecularsensorial detecta o estmulo, o qual aos nociceptores a leso tecidual. O estmulo sensorialprovoca uma alterao conformacional no receptor molecular, que dispara o processo detransduo, que traz uma mudana do potencial de membrana na clula receptora. A

alterao resultante do potencial de membrana, chamado potencial de receptor .

No neurnio sensorial tpico, a parte da clula onde a transduo sensorial ocorre, muitasvezes, distante do terminal sinptico. Portanto, o potencial de receptor precisa serconvertido em uma srie de propagao dos potenciais de ao, o qual por sua vez carrega osinal ao longo do axnio sinapse. Os nociceptores no estimulados, normalmente, disparampoucos ou nenhum potencial de ao e a sua resposta a leso tecidual um aumento da taxade disparo da propagao dos potenciais de ao junto ao axnio das clulas.

Estas concluses esto resumidas na Figura 1.3.


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Fig. 1.3 Desenho esquemtico do nociceptor.O desenho mostra as quatro regies da clula mais significativas de um nociceptor idealizado: a regio

de transduo sensorial, o axnio, o corpo celular e o terminal sinptico. O estmulo e a alteraoresultante do potencial de membrana potencial de receptor.

Funcionamento do Nociceptor

Em paralelo, com as regies anatmicas do nociceptor, um esquema funcional capaz dedescrever o mecanismo de funcionamento do nociceptor, como na Figura 1.4.

Fig. 1.4 Esquema funcional do nociceptor.


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O corpo celular, o axnio e o terminal pr-sinptico dos nociceptores devem funcionar mais oumenos, como agem em outras clulas. As setas partindo do corpo celular , para outras regiesdo nociceptor se destinam a indicar que o corpo celular necessrio para manter as outrasregies da clula, sem a qual a clula eventualmente morreria. O axnio conduz o potencial deao ao terminal pr-sinptico , onde liberado o transmissor ou os neurotransmissores. Aliberao do transmissor no terminal sinptico est sujeita a modulao por agentes liberadospor outros neurnios e clulas possivelmente gliais.

O estmulo que causa ferimento tecidual pode ativar, direta ou indiretamente, a regio detransduo sensorial dos nociceptores. Por exemplo, um nociceptor pode conter receptormolecular sensvel ao calor na membrana plasmtica, que responde diretamente a umestmulo de calor prejudicial, ou contrariamente a leso tecidual com o estmulo pode resultarna produo de um fator que por sua vez ativa o nociceptor. Uma terceira possibilidade que,devido ao ferimento tecidual torne-se inflamado e um fator extrnseco, que ativa o nociceptor,

entre na regio machucada.

A caixa deeventos perirreceptor permite a produo, durante o ferimento tecidual, de fatoresque podem ativar ou modular o nociceptor. Os intensos estmulos nocivos frequentementeconduzem a um aumento na resposta a estmulos dolorosos subsequentes controle . Aps osestmulos nocivos a transduo da resposta, em potencial de receptor, deve sertransformada ou codificada em uma srie de potenciais de ao, os quais transportam o sinalde transmisso ao terminal pr-sinptico.

Terminaes nervosas livres

A opinio predominante atual que as terminaes nervosas livres das fibras A - e fibras Cconstituem a regio sensorial dos nociceptores. No existem estruturas especializadasassociadas s terminaes nervosas, tal como existem para outros receptores sensoriais, comomecanorreceptores. Muitos outros receptores sensoriais podem ser isolados funcionalmenteintactos e o estudo isolado de fotorreceptores, receptores auditivos, receptores olfatrios,etc., nos dizem muito sobre seus mecanismos de funcionamento.

Idealmente para estudar as vias envolvidas no processo de transduo nos nociceptores, uma

preparao de nociceptores isolados necessria. As terminaes nervosas livres dosnociceptores so extremamente finas e so incorporadas em uma matriz de tecido, a qual sefosse para ser dissecadas, para isolar os nociceptores, seria a liberao de muitas molculasque o terminal nervoso do nociceptor se destina a detectar. Esta falta de acessibilidade, no possvel estudar diretamente o maquinrio da transduo do nociceptor tanto em um estadono estimulado e em seu meio ambiente natural.

Deve ter em mente que nem todas as terminaes nervosas livres representam a regio detransduo sensorial dos nociceptores. As terminaes nervosas livres so tambmresponsveis pela deteco de temperatura, estmulos mecnicos, como presso, einformaes sobre o tato.


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Corpos celulares dos nociceptores

Por no ser possvel isolar as terminaes nervosas sensoriais dos nociceptores em estado noestimulado, os estudos sobre os nociceptores isolados so frequentemente efetuados noscorpos celulares dos nociceptores.

Por exemplo, os corpos celulares neuronais nos gnglios das razes dorsais so isolados portratamento enzimtico e so cultivados antes da utilizao. As terminaes sensoriais socompletamente removidas durante o processo de isolamento e so esperados e suposto queas propriedades desses terminais sejam recriadas nos corpos celulares cultivados. Enquanto ognglio original continha mais do que somente nociceptores, apenas uma frao dos corposcelulares cultivados ser realmente dos nociceptores. Esta preparao dos corpos celularescultivados usada frequentemente para investigao experimental da base celular emolecular na deteco dos estmulos dolorosos.

As incertezas e as pressuposies associadas com esses procedimentos tornam imprescindvelque as concluses devem ser verificadas com muito cuidado e demonstrado para se parecercom o que realmente ocorre in vivo .

Taxa de disparo dos potenciais de ao

Como mencionado acima, os nociceptores no estimulados normalmente disparam poucos ounenhum potenciais de ao, alm disso: sua resposta leso tecidual um aumento na taxa

de disparo dos potenciais de ao.

Uma vez que tem uma despolarizao da membrana para causar um aumento na taxa dedisparo, esta concluso implica que o potencial de receptor nos nociceptores umadespolarizao de membrana, como mostra na Figura 1.3.

Assim, o maquinrio de transduo, por necessidade, ter que de algum modo comporta outransportadores nos canais de ons que podem despolarizar a membrana plasmtica na regiode transduo. A regio de codificao (consulte a Figura 1.4) por sua vez converte adespolarizao da membrana em um aumento da taxa de disparo dos potenciais de ao.

Hiperalgesia

As propriedades dos nociceptores, considerados at agora, foram elucidadas principalmente apartir dos estudos de tecido no ferido.

No entanto, os estmulos nocivos intensos resultando em leso tecidual frequentementeconduzem a um aumento na resposta a estmulos dolorosos subsequentes, chamadohiperalgesia , isto , uma sensibilidade excessiva ou sensibilidade dor.


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A hiperalgesia compreende: a hiperalgesia primria , uma sensibilidade aumentada na rea ferida predominantemente devido sensibilizao do nociceptor perifrico; a hiperalgesiasecundria , uma sensibilidade aumentada circundante a rea no ferida , centralmentemediada. Aquelas que nos ferimos, pode provavelmente lembrar, ter experimentado estahipersensibilidade a dor no local do ferimento e da regio circundante. Por exemplo, ainflamao devido dor de garganta pode ser to ruim que o mero ato de engolir doloroso.

Sensibilizao

Nenhuma descrio das propriedades dos nociceptores seria completa, sem uma consideraoa sensibilizao dos nociceptor resultante do ferimento tecidual.

A sensibilizao um desvio esquerda, isto , em direo intensidade inferior, na curva deestmulo/resposta, que diz respeito magnitude da resposta neural a intensidade de estmulo.Como mostra na Figura 1.5, a sensibilizao do nociceptor caracterizada por diminuio dolimiar e aumento a magnitude da resposta aos estmulos de supralimiar .

Lembre-se de que alguns, mas no todos os nociceptores apresentam sensibilizao.

Respostas individuais aos estmulos trmicos, obtidos antes da superfcie da pele ser aquecida. Respostas sensibilizadas, obtidas a partir da mesma rea, depois do ferimento da queimadura.

Fig. 1.5 Sensibilizao do nociceptor trmico.A sensibilizao do nociceptor trmico ao estmulo, em uma rea da pele aquecida temperaturaindicada.


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II Transduo Sensorial

Na tentativa de compreender a transduo sensorial no nociceptor, evidenciou ser instrutivoconsiderar os mecanismos moleculares utilizados na sinalizao em outra parte do sistemanervoso. Os mecanismos utilizados por outros sentidos, bem como aqueles usados natransmisso sinptica, revelaram ser mais til.

Numerosos estudos demonstraram que o potencial de receptor sensorial e o potencialsinptico so o resultado das alteraes da permeabilidade inica na membrana plasmtica.Isto , o resultado de ons fluindo atravs das protenas em membranas ntegras, chamadoscanais de ons . Antes de considerar como a abertura e o fechamento dos canais de ons soregulados durante a transduo do sinal no nociceptor, importante compreender as forasque causam o fluxo de ons por destes canais.

Basicamente, existem dois tipos de foras que impulsionam a circulao inica nas membranascelulares. Existe o campo eltrico atravs da membrana celular, o qual manifestado comoum potencial eltrico atravs da membrana e existe gradiente de concentrao para cadaespcie inica.

Potencial de Repouso

A maioria dos corpos celulares, incluindo os neurnios, mantm no seu citoplasma umpotencial negativo com referncia a parte externa da clula. Para uma clula que est em

estado de repouso, no estimulada, os pesquisadores usam normalmente o termo potencialde repouso referente a este potencial negativo atravs da membrana plasmtica celular.

Basicamente, o potencial de repouso depende da concentrao de ons entre os dois lados damembrana plasmtica e da permeabilidade de repouso da clula para esses ons.Negligenciando a pequena contribuio de outros ons, mas no sem importncia, focamosnossa ateno aos ons sdio e potssio.

Se a membrana fosse permevel exclusivamente ao on potssio (K +), o potencial demembrana (VM) seria dado por:

VM = EK =RT ln [K

+]e zF [K+]i

Onde:EK o potencial de equilbrio do potssio;[K]e a concentrao extracelular do potssio;[K]i a concentrao intracelular do potssio;R a constante universal dos gases;T a temperatura absoluta (escala de Kelvin, 37C = 310K);F a constante de Faraday (carga em um mol de ctions monovalentes);

z a valncia do on;ln o logaritmo natural.


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Da mesma maneira, exclusivamente ao on sdio (Na+), o VM seria:

VM = ENa =RT ln [Na

+]e F [Na+]i

Onde:

ENa o potencial de equilbrio do sdio;[Na]e a concentrao extracelular do sdio; [Na]i a concentrao intracelular do sdio.

Em muitas clulas incluindo os neurnios, a [Na]e muito superior a [Na] i e a [K]i muito maiordo que a [K]e, como mostra na Figura 2.1.

Fig. 2.1 Concentraes de ons no extracelular e intracelular.Diagrama simplificado mostra as concentraes, em milimol (mM), desiguais de ons; sdio (Na+),potssio (K+) e cloro (Cl-) nos dois lados da membrana, fora e dentro, de uma clula tpica e os potenciaisde equilbrio do sdio (ENa) e potssio (EK), em milivolt (mV).

Normalmente, em repouso, as membranas biolgicas e particularmente as neuronais sopermeveis ao Na + e K+ portanto seu potencial de repouso est situado entre o E Na e o EK, aproximidade de qualquer um destes potenciais de equilbrio depende da permeabilidaderelativa ao Na+ e K+. Em uma clula tpica, o potencial de membrana (VM) deve estar entre opotencial de equilbrio do sdio aproximadamente sessenta e cinco milivolts positivos e opotencial de equilbrio do potssio aproximadamente oitenta e cinco milivolts negativos, comomostra a Figura 2.1.

As clulas so normalmente muito mais permeveis ao K +, em repouso, do que ao Na +;portanto, o potencial de repouso sempre negativo no interior e pode variar ao redor detrinta milivolts negativos at oitenta milivolts negativos, dependendo do grau depermeabilidade ao Na +.

Toda vez que o potencial de membrana estiver situado entre o E Na e o EK, o Na+ tender a vazarpara dentro e o K + a vazar para fora da clula. A no ser que a clula compense a constanteperda de K+ e ganho de Na+, o gradiente de concentrao inica ir parar gradualmente defuncionar, o potencial de equilbrio do sdio e o potencial de equilbrio do potssio diminuiro

em direo a zero e o potencial de membrana ir desaparecer.


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Gradiente de Concentrao

As clulas possuem enzimas dependentes metabolicamente, chamadas bombas , as quaiscompensam o vazamento passivo, por bombeamento de K + para dentro e Na + para fora daclula. Esta molcula, Na+/K+ ATPase, uma bomba de Na +/K+, que utiliza trifosfato deadenosina (ATP) para catalisar o movimento de trs Na + para fora por dois K+ para dentro daclula.

Existe uma rede de extruso de uma carga positiva para fora da clula a cada ciclo da bomba,assim a bomba eletrognica. consenso geral, que a bomba no participa diretamente nagerao dos sinais eltricos, mas tem seu efeito principal em manter gradiente deconcentrao inico para o Na + e K+ atravs da membrana celular.

Tambm, foram encontrados ons de clcio (Ca 2+) a desempenhar um papel importante na

transmisso sinptica e na transduo sensorial, as clulas tm bombas e trocadores de Ca+2

,as quais mantm Ca 2+ no interior, numa concentrao muito inferior do que no exterior daclula.

Canais de ons

A biologia molecular fornece-nos uma compreenso bsica da relao entre a estrutura e afuno dos canais de ons em geral. As protenas do canal tm sequencia de aminocidos quese estendem atravs dos lipdios da membrana plasmtica, bilateralmente, do interior ao

exterior da clula. Contm uma regio especializada, chamada de regio de poro (P), queformam um canal ou poro, o qual fornece uma via atravs do quais ons Na+, K+, Ca2+ e Cl- podem passar pela membrana.

A caracterstica relevante dos canais de ons, os quais sustentam o potencial de receptor e opotencial sinptico, que so submetidos a uma transio de um estado fechado para aberto,isto regulado ou controlado por mudanas no canal, a qual resulta do estmulo sensorial oudo transmissor sinptico, como mostra a Figura 2.2.

Fig. 2.2 Regio de poro do canal.A transio da regio de poro do canal na membrana de um estado fechado para aberto, por mudanas

no canal, a qual resulta do estmulo sensorial ou do transmissor sinptico.


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Fig. 2.3 Mecanismos de comporta dos canais de ons.Em A ligao de um agonista extracelular na comporta e abertura do canal. B ligao de um segundomensageiro intracelular na comporta e abertura do canal. C movimento de carga no canal de protenadevido despolarizao da membrana na comporta e abertura do canal.

Os dois mecanismos, bem compreendidos, utilizados na comporta desses canais somostrados na Figura 2.3 A B. Para transmisso sinptica, o transmissor sinptico ou seja, oligante liga-se aos stios extracelulares do canal de ons da membrana ps-sinptica e ascomportas se abrem (Figura 2.3 A), esses canais de ons controlados por ligantes (LGICs),algumas vezes, so tambm chamados de canais ionotrpicos . Para muitos estmulossensoriais, um segundo mensageiro intracelular gerado pelo processo de transduosensorial na comporta com abertura do canal (Figura 2.3 B). Para efeitos de simplicidade, oscanais so mostrados com dois stios de ligao externa (Figura 2.3 A) e com dois stios deligao interna (Figura 2.3 B), embora a natureza dos canais tenha frequentemente mais dedois stios de ligao.


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Fig. 2.4 Ilustrao da estrutura dos canais de ons.A ilustrao esquemtica da estrutura dos canais com domnio de poro, onde: A um nico domnio deporo e B dois domnios de poro.

Estrutura molecular dos canais

Os canais no so normalmente da propriedade de uma nica molcula de protena, mas soos resultados da ligao no covalente de vrias subunidades de lado oposto uns aos outrospara formar a regio do poro. Os canais podem ser homomrico , na qual todas as subunidadesso idnticas; ou heteromrico , isto ter subunidades no idnticas com propriedadesdiferentes.

A regio de poro pode ser seletiva ao Na +, K+, Ca2+ e Cl-. Porm, alguns canais so encontradosa permitir que os trs ctions Na+, K+ e Ca2+ passem por sua regio de poro, esses canais dections so chamados controlados por nucleotdeo cclico ativado por hiperpolarizao (HCN).

A maioria dos canais de ons tem trs, quatro ou cinco subunidades, organizados em simetriacircular, formando um nico poro aquoso na interseo axial (veja a Figura 2.4 A, comoexemplo de quatro subunidades). Alm disso, a figura mostra que cada subunidade temapenas um domnio de poro nico. Em contrapartida, conforme mostra a Figura 2.4 B, o canalde vazamento do K+ composto de dois domnios no poro, chamado de canal de potssio dedois poros (K2P).

Os canais K2P so essenciais funo neuromuscular, porque so responsveis pelas clulas,sendo mais permeveis ao K+, em repouso, que ao Na +, normalmente estabiliza o potencial demembrana celular, com baixa voltagem de hiperpolarizao ao limiar do disparo dos nervos e

msculos. Nesses canais, como mostra na Figura 2.4 B, cada subunidade tem dois domnios deporos, organizado em tandem.


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Exceto para os casos onde a ligao do ligante ao LGICs realmente diminui a permeabilidadedo canal e diminui a condutncia de membrana, o transmissor abre normalmente o canal,permitindo que os ons fluam, aumentando assim a condutncia da membrana celular aosons. A resposta ao ligante desativa quando o ligante desassocia e difunde para fora, o canalmuda, em seguida, volta sua conformao fechada.

Expresso dos canais

Surpreendentemente, a biologia molecular revelou uma multiplicidade de genes para os canaisionotrpicos, os quais parecem ter funes idnticas essencialmente.

Por exemplo, o canal nicotnico da acetilcolina encontrado nos neurnios que normalmentetem cinco subunidades pentamrica, composto por apenas dois tipos de subunidades, doisalfas ( ) e trs betas ( ). Acontece que existem pelo menos oito genes que codificam asubunidade e quatro que codificam a . Assim, existe um grande nmero de diferentescombinaes possveis das subunidades e , em um animal, cuja funo no compreendida. A suposio tcita que esses genes diferentes evoluram porque atende adiferentes funes. As duas possibilidades bvias so que possuem diferentes afinidades aacetilcolina e, portanto, abrem em concentraes diferentes ou tm propriedades depermeabilidade inicas ligeiramente diferentes.

Tipos de receptores

Ao contrrio dos receptores ionotrpicos , onde o receptor e o canal so a mesma molcula, oreceptor metabotrpico , a molcula receptora da comporta indiretamente do canal, oreceptor uma molcula separada do canal de on, a qual sustenta o potencial do receptor.

Os receptores metabotrpicos podem ser classificados em dois tipos: Receptores acoplados protena G (GPCRs) Receptores da tirosina quinase (RTKs)

A famlia dos GPCRs est acoplada a uma molcula efetora, via uma protena de ligao

nucleotdeo guanosina, uma protena G, da seu nome. Ativao do componente efetornormalmente requer a participao de vrias outras protenas, alm da protena G.Usualmente a molcula efetora uma enzima que produz um segundo mensageiro difusvel,por exemplo, monofosfato de adenosina cclico (cAMP), monofosfato de guanosina cclico(cGMP), cido araquidnico (AA), diacilglicerol (DAG) ou um polifosfato inositol.

Os segundo mensageiros podem agir diretamente na comporta do canal de on (veja a Figura2.3 B) ou pode disparar uma cascata bioqumica. Por exemplo, o segundo mensageiro podemobilizar Ca2+ das lojas intracelulares e o Ca2+ intracelular elevado pode agir diretamente nacomporta do canal de on. Outra possibilidade que o segundo mensageiro ative as protenasquinases especficas protenas de transferncia do fosfato que fosforilando o canal de onou outras protenas celulares assim, alterando suas atividades e iniciando ou modulando o


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potencial de receptor. Em alguns casos, a protena G do segundo mensageiro pode atuardiretamente no canal de on.

Os RTKs podem agir na comporta do canal de on direta ou indiretamente, via fosforilao, isto a transferncia de um grupo fosfato ao canal ou a outras protenas celulares.

Os canais encontrados na regio de codificao e no axnio (consulte a Figura 1.4), os quaisconvertem o potencial de receptor em uma srie de propagao dos potenciais de ao socontrolados por despolarizao da membrana (veja a Figura 2.3 C) os canais de onscontrolados por voltagem (VGICs). Os canais de sdio controlados por voltagem (NaV) e oscanais de potssio controlados por voltagem (K V) desempenham um papel importante nagerao e a propagao dos potenciais de ao. Os canais de clcio controlados por voltagem(CaV) desempenham um importante papel na terminao pr-sinptica, onde funcionam naliberao do transmissor sinptico.

Estmulos Sensoriais

Antes de examinar, os mecanismos moleculares subjacentes transduo de sinal donociceptor, so teis considerar brevemente os tipos de estmulos, os quais ocorrem no tecidodurante a leso. Com nfase aos estmulos que razoavelmente podem estar envolvidos natransduo de sinal.

Em primeiro lugar, existem os estmulos prprios, tais como: deformao mecnica no tecido e

aumento ou diminuio da temperatura no tecido . Esses estmulos podem regular diretamenteos canais de ons (veja a Figura 2.2) na membrana plasmtica do nociceptor, dando assimorigem ao potencial do receptor. Em seguida, existem as alteraes locais no meio extracelularresultante da liberao ou a exposio de molculas do tecido machucado . Ou seja, molculasque normalmente so encontradas no interior das clulas ou na membrana celular podemagora ser encontradas em ou expostas no espao extracelular, onde podem ligar aosreceptores no plasma do nociceptor. Finalmente, existem molculas que entram na regiomachucada , como parte da resposta inflamatria do organismo ao ferimento, onde se podemligar aos receptores na membrana plasmtica do nociceptor.

Quaisquer umas destas trs possibilidades razoveis podem participar na transduo de sinaldo nociceptor. Idealmente, seria identificar o papel especfico na transduo de sinal donociceptor de todas as substncias que aparecem no tecido machucado durante os estmulosdolorosos. No entanto, como assinalado na Seo I, no possvel isolar as terminaesnervosas sensoriais dos nociceptores, em um estado no estimulado e estudar comorespondem a estmulos dolorosos. Em vez disso, como vimos somos forados a usar mtodosindiretos. Por exemplo, os corpos celulares neuronais de um GDR so frequentementeutilizados aps serem isolados e cultivados.


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III TRP

A famlia dos canais de ctions do receptor de potencial transitrio (TRP) de interesse porquevrios de seus membros foram implicados na transduo de sinal do nociceptor. Procurandolimitar as consideraes dos canais do TRP ao seu papel a nocicepo resultou em uma anlisesuperficial de todas as suas propriedades conhecidas.

TRP em fotorreceptores da Drosfila

O mutante trp foi originalmente isolado em fotorreceptores da Drosfila , no qual a respostaluminosa potencial de receptor decaiu a linha de base durante a iluminao prolongada(veja a Figura 3.1), da o nome receptor de potencial transitrio .

Foi encontrado um gene para codificar o canal de Ca2+

seletivo responsvel pelo componenteprincipal da resposta luminosa. Outros dois membros da famlia TRP das protenas TRPL eTRP foram posteriormente encontrados aos fotorreceptores da Drosfila , quesupostamente so responsveis pela resposta luminosa residual no mutante trp.

A cascata da fototransduo na Drosfila iniciada quando a luz ataca a rodopsina (Rho), aqual leva a estimulao de uma protena G heterotrimrica que ativa a fosfolipase C (PLC).Revela-se que a ativao do canal, o qual leva ao influxo de ctions no fotorreceptor mediado, in vivo , pelo diacilglicerol (DAG) ou seus metabolitos, os cidos graxos poli-insaturados (PUFAs).

Usando a terminologia discutida na Seo II, a famlia do TRP naDrosfila so os canais deons controlados por segundo mensageiro ativado descendente do GPCR da Rho.

Fig. 3.1 Resposta luminosa no fotorreceptor da Drosfila .A comparao de tempo no mutante trp, resposta luminosa decaiu a linha de base durante o estmuloluminoso; enquanto no tipo selvagem, o fotorreceptor apresenta uma despolarizao mantida durante

o estmulo.


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TRP nos mamferos

Baseados na homologia foram identificados numerosos membros da famlia do TRP, emvertebrados. Nos mamferos, os membros dessa famlia foram classificados em seissubfamlias:

TRPC - cannico; TRPV - vaniloide; TRPA - anquirina; TRPM - melastatina; TRPP - policistina; TRPML - mucolipina.

Os canais do TRP, em mamferos, so permeveis aos ctions e tm seis domniostransmembranas ladeados por regies terminal-C e -N intracelular. As quatro subunidades so

consideradas para reunir como homo e/ou heterotetrmeros na formao dos canaisfuncionais. Embora, os canais do TRP podem ser de fraca voltagem dependente, falta o sensorde voltagem dos canais controlados por voltagem (consulte a Figura 2.3 C).

Sabor e chemestesia

A sensao de gosto gustao a capacidade de sentir o sabor das substncias, tal comonos alimentos. As sensaes do gosto incluem: doce, salgado, azedo, amargo e umami *.Umami o sabor que ocorre quando os alimentos so consumidos com aminocido glutamato.

Em contraste com a sensao de gosto, o nervo trigmeo transmite informaes sobremolculas nocivas e irritantes que entram em contacto com a boca.

As sensaes chemestticas so definidas como aqueles que ocorrem em qualquer lugar nocorpo quando produtos qumicos ativam os receptores por outras sensaes. Desse modo, assensaes transmitidas ao crebro, quando molculas nocivas ativam fibras de dor no nervotrigmeo e so descritas como sensaes chemestticas. A queimao da pimenta malaguetae o esfriamento do enxaguatrio de mentol so exemplos de chemestesias.

Capsaicina

A capsaicina (8-metil-N-vanili1-6-nonenamida) ingrediente pungente ou quente da pimentamalagueta, a qual d a sensao de queimao ou picante, foi isolada pela primeira vez nosculo XIX. O interesse nos efeitos sensoriais da capsaicina tem uma longa histria. CristovoColombo descreve ter comido pimenta malagueta com nativos no novo mundo, h mais dequinhentos anos. Wilbur Scoville desenvolveu um teste e uma escala, em 1912, para medir opicante ou o calor da pimenta malagueta. A escala de Scoville ainda est em uso.

* Significa saboroso, na lngua japonesa .


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Os efeitos da capsaicina so melhores entendidos, em termos de suas aes excitatrias edessensibilizantes nos nociceptores polimodais. Os estudos eletrofisiolgicos revelam que acapsaicina despolariza os neurnios do GRD (consulte a Figura 1.1). Diminui sua resistncia entrada de uma forma dependente da concentrao, sugerindo que o efeito excitatrioespecfico da capsaicina nos neurnios nociceptivos envolve um aumento na permeabilidadeda membrana aos ons, tais como Na + e/ou Ca2+. Estudos subsequentes mostraram que a viade permeabilidade inica discrimina mal entre os ctions, com os bivalentes sendorelativamente mais permeveis aos monovalentes.

A descoberta da resiniferatoxina um anlogo ultrapotente da capsaicina que imita as aescelulares e de um antagonista potente capsazepina sugeriram fortemente a existncia deum receptor de capsaicina especfico.

TRPV1

O canal de ction do receptor de potencial transitrio , da subfamlia vaniloide (TRPV), membroum (TRPV1) oreceptor da capsaicina . Foi clonado usando um ensaio de influxo do Ca2+ emclulas no neuronais, transfectada com cido desoxirribonucleico complementar (cDNA)construdo a partir do cido ribonucleico (RNA) do GRD5. A anlise eletrofisiolgica provou queo receptor clonado era semelhante ao receptor da capsaicina natural dos neurnios sensoriais,de vrias maneiras. As correntes evocadas da capsaicina foram reversveis na remoo doligante e as concentraes inferiores nas respostas mximas evocadas da resiniferatoxina, aqual persiste aps a remoo do ligante. As curvas de ativao para a corrente capsaicina nos

canais naturais e no receptor clonado revelaram coeficientes de dois equao de Hill sugerindo a existncia de mais de um sitio de ligao da capsaicina.

Os canais do TRPV1 no so ativados somente pela capsaicina, mas tambm por prtons compH abaixo de 6.5 e por temperaturas elevadas, confirmando os estudos anteriores mostrandoque as correntes evocadas pelo calor, pH baixo e capsaicina so comumente encontradas nomesmo neurnio sensorial. Interessantemente, o canal do TRPV1 o nico membro dasubfamlia vaniloide que ativado pela capsaicina: o nocaute * do TRPV1, em humanos ecamundongos, resulta em insensibilidade a capsaicina 6, 7. Analisaremos, os efeitos do pH baixono canal do TRPV1 junto com seu efeito em outros canais de ons, em seo posterior.

Estudos anteriores mostraram que as correntes evocadas pelo calor e pela capsaicina soencontradas comumente no mesmo neurnio sensorial. Isto levantou a possibilidade de que ocanal do TRPV1 era um detector de temperatura, o que habilita os nociceptores trmicos aresponder a uma faixa de temperaturas quentes. Ento se fosse assim, em animais no qual oTRPV1 foi nocauteado, esperaria um dficit na responda para aquelas temperaturas quentesque ativam o TRPV1. Paradoxalmente, nos camundongos em que o canal do TRPV1 foinocauteado, os dficits exibidos na resposta a temperaturas quente, acima de 50C,considerando que o canal do TRPV1 ativado nas temperaturas igual ou superior a 42C.

* Nocaute: tcnica gentica que consiste em desabilitar a expresso de um gene especfico num organismo.


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Embora, estes animais foram prejudicados na deteco do calor doloroso, claro quenormalmente usam um mecanismo alternativo, diferente do canal de ctions do TRPV1, paradetectar calor nocivo a temperaturas inferiores a 50C ou tm um mecanismo de auxilio.

Lembre-se que os estmulos nocivos intensos resultando na leso tecidual, frequentementeconduzirem a um aumento na resposta a estmulos dolorosos subsequentes, referido comohiperalgesia, em que a hiperalgesia primria devido sensibilizao do nociceptor perifricoou a hipersensibilidade. Interessantemente, os camundongos de nocaute do TRPV1 exibirampouca hipersensibilidade trmica no local da inflamao tecidual do que os camundongos dotipo selvagem expostos hipersensibilidade normal. Retornaremos a esta concluso em seoposterior quando consideramos os mecanismos de hiperalgesia.

Todos ns, provavelmente, estamos familiarizados com a dor em queimao, produzida pelaaplicao de tinturas alcolicas, tal como a tintura de iodo, em feridas na pele. A sensao de

queimao levanta a possibilidade de que o etanol pode ativar o canal de ctions do TRPV1.Para testar essa ideia, o efeito do etanol nos neurnios isolados do gnglio trigeminal ou GRD,como tambm nas clulas HEK293 para expressar o TRPV1, foi investigado8. Verificou-se que oetanol ativa o TRPV1 e potencializa as respostas a capsaicina e outros ativadores do TRPV1;apoiando a noo de que o lcool provoca uma sensao de queimao, ativando o TRPV1.

As incertezas e os pressupostos associados utilizao isolada e os cultivados dos neurniosdo gnglio trigeminal e do GRD, como tambm clulas preparadas a expressar o canal dections do TRPV1, tornam essencial que essas concluses sejam verificadas cuidadosamente emostrando a refletir o que acontece in vivo .

TRPV1 como alvo teraputico

Em contraste com a hiperalgesia sensibilidade excessiva ou sensibilidade dor apsintensos estmulos nocivos, a exposio capsaicina pode resultar em dessensibilizaosubsequente.

Considerando que a dessensibilizao comparativamente as doses baixas podem ser especficaa capsaicina e seus congneres, as doses altas esto associadas a uma perda da capacidade de

resposta a outros estmulos mecnicos nocivos limiar alto, qumicos e calor. Estadessensibilizao cruzada aos estmulos nocivos pela capsaicina sugere o seu o uso ou umanlogo como um analgsico. Evidentemente o objetivo final, ainda no alcanado, encontrar um anlogo a capsaicina que induz a analgesia, sem primeiro causar dor.

A dessensibilizao pela capsaicina est bem documentada, como o grau depende daconcentrao, com que frequncia aplicada e por quanto tempo. A dessensibilizaoinduzida pela capsaicina foi observada tanto por atividade de registro nos neurnios do GRD(consulte a Figura 1.1), assim como pelo monitoramento da reao comportamental a dor.Com doses baixas, aplicada em intervalos de tempo adequados, a dessensibilizao nonecessariamente acontece de maneira que a excitao dolorosa possa ser reproduzida comcada aplicao de capsaicina. Com doses altas ou exposio prolongada, a dessensibilizao


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decorre em aplicaes consecutivas de capsaicina e se torna menos eficaz ou deixar deproduzir qualquer efeito.

Recentemente, um mtodo novo para a produo de analgesia, usando a capsaicina emcombinao com um anestsico local impermevel a membrana (QX-314) foi descrito9. QX-314 um bloqueador carregado positivamente dos canais de sdio controlados por voltagem(NaV), que inibe os potenciais de ao quando aplicado intracelularmente, mas o bloqueiofalha quando aplicado extracelularmente. A ideia era introduzir QX-314 intracelularmente aosneurnios sensveis dor atravs do canal de ctions do TRPV1 aberto, evitando assim osefeitos motores e tteis que ocorrem com aplicao extracelular do anestsico local, como nalidocana. Todos ns provavelmente experimentamos a inibio do controle motor e dasensao ttil com o uso do anestsico local durante procedimentos odontolgicos. Umalimitao do tratamento da combinao o mesmo com o uso da capsaicina por si s, isto aprpria capsaicina provoca uma sensao dolorosa, com a combinao era esperado o efeito

durante o uso do QX-314.

A inibio do canal de ctions do TRPV1 parece ser uma abordagem simples para produo deanalgesia. Entretanto, a situao no que simples; aps a identificao do canal do TRPV1 emnociceptores, uma variedade dos tipos de clula, incluindo: os queratincitos, as clulas pancreticas, as clulas endoteliais, os linfcitos, os macrfagos e as clulas de diferentesregies do crebro, mostraram tambm a expressar o TRPV1. Sua presena, em todos essestipos de clulas e em diferentes partes do corpo, sugere que o TRPV1 estimuladonormalmente por um ligante endgeno endovaniloide e no por estimulao trmica.Neste contexto importante salientar, a qual existe evidncias acumuladas sugerindo, que

ativao do TRPV1 por seu ligante endgeno essencial para a manuteno da temperaturacorporal interna. A capsaicina, alm de causar a sensao de queimao, provoca tambmhipotermia, em uma variedade de animais e a introduo dos antagonistas do canal de ctionsdo TRPV1 levam a hipertermia; em ratos, camundongos e macacos. Uma sugesto resultantedestes estudos que os canais do TRPV1, na funo da regulao de temperatura corporal,so ativados tonicamente via um ligante endgeno. Porque os antagonistas do canal dections do TRPV1 causam hipertermia improvvel que podem ser desenvolvidos parautilizao sistmica, como agente autnomo ao tratamento da dor.

Uma possibilidade que deve ser considerada que um endovaniloide produzido durante aleso tecidual e assim faz uma mediao na ativao do nociceptor. Por exemplo, o supostoendovaniloide de N-araquidonoildopamina (NADA) foi identificado como uma molculaendgena no sistema nervoso, em mamfero, que ocorre em vrios ncleos do crebro e doGRD. Foi originalmente estudado porque ativa os receptores canabinoide e verificou-sesubsequentemente a ativar potencialmente o canal de ctions do TRPV1. Como seria esperadopara um ligante endgeno do canal do TRPV1 apurou-se que o NADA aumenta a frequncia dedisparo do potencial de ao dos neurnios nociceptivos espinhal e melhora da resposta aosestmulos trmicos. necessrio mais trabalho para determinar se o NADA ou outroendovaniloide de fato o ativador normal dos canais do TRPV1.


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TRPV2

O canal de ction do receptor de potencial transitrio , da subfamlia vaniloide , membro dois (TRPV2) est intimamente relacionado com o receptor da capsaicina TRPV1 com o qualcompartilha 49% de identidade na sequencia. Entretanto o canal do TRPV1 ativado pelacapsaicina e responde a temperaturas acima de 43C, considerando que o canal do TRPV2 noresponde a capsaicina e responde s temperaturas igual ou superior a 52C. O canal do TRPV2 expresso em uma variedade de tecidos, incluindo vrias regies do crebro, medula espinhale gnglio sensorial. Sua expresso nos tecidos que nunca so expostos a temperaturas toelevadas, como a 52C, sugere que o canal de ctions do TRPV2 normalmente ativado poroutros estmulos que no o calor nocivo nessas regies do corpo.

No entanto, o canal do TRPV2 com base em sua similaridade com do TRPV1 e sua capacidadede detectar estmulos de calor elevado igual ou superior a 52C, parece ser um candidato

provvel para deteco de sensaes de calor nocivo, em nociceptores. Em estudo utilizandouma preparao ex vivo de medula espinal, de gnglios da raiz dorsal da regio torcica elombar superior, de nervos cutneos dorsais e de pele dorsolateral do tronco de um lado, opapel do canal de ctions do TRPV2 na sensao trmica nociva foi avaliado. Na preparao exvivo em que as terminaes sensoriais do nociceptor permaneceram conectadas ao corpocelular do GRD. Os nociceptores, em preparao ex vivo, seriam esperados a ter propriedadesmais prximas das clulas in vivo em relao s clulas isoladas do GRD, pelo tratamentoenzimtico e cultivadas antes da sua utilizao (consulte Seo I). Usando a preparao exvivo, em animais para os quais o canal do TRPV1 foi nocauteado, mostra que uma maiorpopulao de nociceptores, na qual o canal do TRPV2 no foi expresso conforme determinadopela colorao imuno-histolgico, responde normalmente ao calor nocivo de 31C a 52C.

Este estudo mostra que existe uma populao de nociceptores que, em condies normais,no exigem a presena do canal de ctions do TRPV1 funcional ou do TRPV2 para detectarcalor nocivo. At que um camundongo em que o TRPV2 nocauteado tenha sido relatado, opapel do canal de ctions do TRPV2 na sensao de calor nocivo permanecer indeterminado.

TRPV3

A cnfora um composto natural que atualmente utilizado como ingrediente ativo, em gelanticoceira, pelo mercado. Foi demonstrado a aumentar a intensidade das sensaes cutneasproduzidos durante o aquecimento da pele, consistente com a ativao do canal de ction doreceptor de potencial transitrio , da subfamlia vaniloide , membro trs (TRPV3).

O canal do TRPV3 est intimamente relacionado com do TRPV1 e do TRPV2, com os quaiscompartilha 43% e 41% de sequencia na identidade, respectivamente. O canal de ctions doTRPV3 possui um limiar nico: ativado a temperaturas incuas com limiar de ativao emtorno de 33C a 35C e apresenta respostas crescentes em temperaturas nocivas mais altas.

Conforme relatado, os camundongos de nocaute do TRPV1 e do TRPV3 exibem dficitscomportamentais em resposta a temperaturas ao calor igual ou superior a 50C. Esta


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Estas concluses tornam claro que os combinados de nocaute desses canais (TRPV1/TRPV3,TRPV3/TRPV4 e TRPV1/TRPV3/TRPV4) so desejveis, se quisermos entender mais plenamenteo papel dos canais do TRPV na nocicepo. Um mutante de nocaute do TRPV2 no foidivulgado e seu papel na sensao de calor nocivo continua a ser avaliado.

TRPA1

Os canais de ctions do receptor de potencial transitrio , da subfamlia anquirina , membro um (TRPA1) so expressos heterologos e ativados por compostos irritantes como: sementes demostarda, wasabi *, raiz-forte, leo de gaultria, canela, alho, emisses do escapamento deveculos e gs lacrimogneo; os quais despertam uma sensao dolorosa em queimao ou empicada.

O canal do TRPA1 expresso em neurnios do GRD e no ouvido interno; no entanto, o TRPA1no essencial aparentemente deteco inicial do som pelas clulas ciliadas. O papel doTRPA1 como sensor de frio nocivo foi controverso; os camundongos de TRPA1 quandoexpressados em clulas CHO so ativados a temperaturas perto de 17C, o que est prximodo limiar do frio nocivo a seres humanos12 15C. A controvrsia resultou quando ortologos,rato e humano, do TRPA1 expressos em qualquer uma linha de clula do rim embrionriahumana (HEK293) ou ovcitos de Xenopus no foram ativados pelo frio 13. Posteriormente,outro grupo 14 no conseguiu obter ativao pelo frio em camundongos de TRPA1 expressosheterologos nas clulas HEK293. Ainda um quarto estudo15 concluiu que os camundongos deTRPA1 expressados em clulas HEK293 so um canal ativado pelo frio, que apoia as concluses

anteriores que o TRPA1 responde ao frio nocivo. A controvrsia tambm foi estendida acamundongos de nocaute do TRPA1. As respostas nociceptivas comportamentais ao contatocom uma superfcie fria ou ao esfriamento evocado pela evaporao da acetona foramavaliadas por dois grupos diferentes 16, 17; com procedente concluso de uma falta deenvolvimento do TRPA1 na deteco aguda ao frio e o outro concluindo uma reduzidasensibilidade ao esfriamento. Estas concluses contraditrias, sobre a ativao ao frio no canaldo TRPA1, parecem ter sido resolvidas pelo trabalho subsequente.

Um estudo 18, em camundongos, no quais todos os neurnios sensoriais expressando o canalde sdio ativado por voltagem de subunidade alfa do tipo VIII (NaV1.8, veja na Seo V) resistente ao tetrodotoxina (TTX-R) foram eliminados, mostrando resistncia ao frio nocivo,avaliados usando uma placa fria a 0C. Esta concluso foi semelhante ao que foi observado emcamundongos de nocaute do TRPA1 utilizando uma placa fria a 0C. Significativamente, oscamundongos de nocaute do Na V1.8 tambm apresentaram uma reduo significativa naexpresso do TRPA1 em neurnios do GRD e a falta de uma resposta nociceptiva ao TRPA1mediado ao formol (veja a Seo V). Alm disso, um estudo19 posterior forneceu umaexplicao plausvel s discrepncias nos trabalhos anteriores descritos acima e concluiu que oTRPA1 atua como um sensor ao frio, in vitro e in vivo .

* Rabanete japons


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Em contraste ao debate sobre o papel do canal de TRPA1 como um sensor de frio nocivo, opapel na excitao do nociceptor evocado pela bradicinina (BK) e hipersensibilidade a dor, nofoi controverso. A BK um peptdeo contendo nove resduos de aminocidos nonopeptdeo,que liberado em tecidos inflamados onde induz a dor e a hipersensibilidade mecnica etrmica. As injees de BK, em camundongos de nocaute do TRPA1, foram muito menosdolorosas e mostraram pouca ou nenhuma prova de hipersensibilidade trmica ou mecnica.Ambas as consequncias so esperadas se o canal de TRPA1 faz uma mediao s aes da BK.Veremos mais profundamente os efeitos da BK no TRPA1, junto com seu efeito sobre TRPV1 eoutros canais de ctions na Seo V.

TRPM8

A capacidade do canal de ction do receptor de potencial transitrio , da subfamliamelastatina , membro oito (TRPM8) recombinante em ser ativado pelo frio, amplamenteaceito. O canal do TRPM8 ativado por agentes de esfriamento, como mentol outemperaturas abaixo de 26C. Alm disso, trs estudos independentes utilizando oscamundongos de nocaute do TRPM8 indicam que o TRPM8 est envolvido na sensao de frionocivo.

A dor induzida, pelo esfriamento de evaporao na pata, foi medida com observao dasrespostas de lambida e encolhimento da pata estimulada, em camundongos normais e denocaute do TRPM8: os camundongos de nocaute manifestam comportamentosignificativamente reduzido em comparao com os normais 20. Um resultado semelhante foi

encontrado por outro grupo21

que, alm disso, constataram: *+ injeo de icilina, umcomposto sinttico que ativa a TRPM8, em muito menor grau o TRPA1, na pata traseira doscamundongos de tipo selvagem causa a induo rpida retirada da pata traseira, quando ocamundongo colocado sobre uma placa fria de 1C. Este comportamento completamenteremovido, em camundongos de nocaute do TRPM8, sugerindo que a ativao do TRPM8 podeobter como uma reposta nociceptiva. O terceiro grupo22 tambm encontrou uma respostanociceptiva reduzida ao esfriamento por evaporao na pata, em camundongo de nocaute doTRPM8. Alm disso, estes pesquisadores tambm verificaram que aps o ferimento causadopela constrio da ligadura do nervo citico, em camundongos normais, os quais apresentaramuma maior sensibilidade acetona, com lambida prolongada e agitao da pata. Enquanto oscamundongos de nocaute do TRPM8 exibiram aumento no significativo na resposta aoesfriamento pela evaporao na pata. Estes dados indicam claramente que o canal de TRPM8est envolvido na sensao de frio nocivo.

Os camundongos de nocaute do TRPM8 mantm um nmero neurnios sensveis ao frio,indicando que o TRPM8 no receptor ativado s pelo frio. A combinao de nocaute dosTRPA1 e TRPM8 poderia ajudar a explicar o papel relativo do TRPA1 e do TRPM8 na detecodo frio nocivo.


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IV Mediadores Qumicos

Em longo prazo, uma das metas de investigao da dor identificar os mediadores qumicos,liberados dos tecidos feridos ou doentes, que so responsveis pela ativao e sensibilizaodos nociceptores.

Os mediadores qumicos interagem com canais de ons na membrana plasmtica do nociceptorutilizando os mecanismos de sinalizao, como os usados em outra parte do sistema nervoso.Esses mediadores podem agir quer diretamente nos canais de ons controlados por ligante(LGICs) receptores ionotrpicos ou indiretamente por receptores metabotrpicos via osreceptores acoplados protena G (GPCRs) ou os receptores da tirosina quinase (RTKs), revejaa Seo II.

Os pesquisadores em dor distinguem dois aspectos da sensibilizao: alodinia dor resultante

do estmulo normalmente incuo; e hiperalgesia uma resposta realada ao estmulonormalmente no doloroso.

Serotonina

Em seres humanos, a injeo de serotonina (5-hidroxitriptamina 5HT) produz dor ehiperalgesia. A origem da 5-HT humana so as plaquetas que so conhecidas por desempenharum papel importante na inflamao, in vivo .

Em suporte a essa ideia a constatao de que a injeo cutnea de plaquetas provoca doraguda e hiperalgesia 23. De maneira diferente das terminaes nervosas dos neurnioscontendo 5-HT, as plaquetas no sintetizam 5-HT e pelo contrrio dependem de absoro doplasma. De maneira interessante, a protena responsvel pela absoro da 5-HT na plaquetahumana idntica ao transportador da 5-HT no crebro. Os inibidores seletivos da recaptaode serotonina usados no tratamento da depresso reduzem significativamente concentraoda 5-HT nas plaquetas, em pacientes deprimidos 24. Uma suposio razoavelmente pode serque, nestes pacientes, exista uma reduo significativa de liberao da 5-HT das plaquetas, notecido lesado ou inflamado, resultando em reduo na dor induzida pela 5-HT.

A famlia dos receptores da 5-HT nos mamferos ampla, agrupados em sete tipos 5-HT1 a5HT7 consistindo de 14 subtipos de receptores diferentes. Embora a 5-HT conhecida emdesempenhar um papel importante na nocicepo, existe apenas uma avaliao limitada dossubtipos do receptor da 5-HT envolvidos neste processo e ainda interagem entre si e comoutros mediadores qumicos da nocicepo.

Receptor 5-HT2A

A injeo intraplantar de 5-HT ou -metil-5-HT um agonista do receptor da5-hidroxitriptamina do tipo dois e subtipo A (5-HT2A), em ratos reduz significativamente a


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latncia de retirada da pata estimulao ao calor radiante. Alm disso, o pr-tratamento 25 com cetanserina um antagonista do receptor 5-HT 2A atenua a resposta comportamentalaps a injeo da 5-HT. Estes resultados sugerem que o receptor 5-HT 2A est envolvido nahiperalgesia induzida pela 5-HT no ferimento agudo ou na inflamao. Estas concluses foramampliadas, mostrando que a inibio do receptor 5-HT 2A, em ratos: por injeo local intraplantar de sarpogrelata bloqueia a hiperalgesia primria trmica 26. A injeo sistmicade sarpogrelata 27 bloqueia a hiperalgesia trmica induzida por adjuvante de Freund completo(CFA). A injeo local de cetanserina produziu inibio dose dependente da hiperalgesiaevocada pela carragenana 28. Juntos estes resultados sugerem que a 5-HT tem um papelprincipal na hiperalgesia resultante do ferimento tecidual por ativao dos receptores 5-HT 2A nos terminais nervosos do nociceptor.

O receptor 5-HT2A um GPCR e sua ativao leva a despolarizao do potencial de membranaem repouso dos neurnios do GRD isolados agudamente de ratos. Nas clulas exibindo uma

resposta mediada pelo receptor 5-HT 2A, a 5-HT e a -metil-5-HT despolarizam o potencial demembrana em repouso e diminui a permeabilidade da membrana (reveja a Seo II), medidoeletricamente como um aumento da inclinao na relao da voltagem de corrente damembrana (veja adiante ). Nas clulas agudamente isoladas que revelaram uma despolarizaomediada pelo receptor 5-HT2A e o potencial de reverso (E rev) a despolarizao era linearmenterelacionada ao logaritmo da concentrao de potssio [K +] extracelular, indicando que adespolarizao resultou de uma diminuio permeabilidade ao potssio (P K) em repouso 29.

Potencial de receptor

A fim de entender os diferentes mecanismos pelos quais os canais de ons despolarizam amembrana plasmtica potencial de receptor consideremos uma situao idealizada:

Fig. 4.1 Despolarizao do potencial de receptor.

A mesma despolarizao do potencial de receptor pode ser gerada por um aumento da permeabilidadeao sdio (PNa) ou uma diminuio da permeabilidade ao potssio (PK).


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As duas situaes ilustradas na Figura 4.1 so para uma clula que tem permeabilidade derepouso ao on sdio (Na+) e ao potssio (K+) e os seus respectivos potenciais de equilbrio aosdio (ENA) e ao potssio (EK). A despolarizao da membrana resulta do aumento da razo apermeabilidade ao sdio (P Na) em relao a permeabilidade ao potssio (P K), ou seja apermeabilidade ao aumento do Na + em relao ao K+. Idealmente, isso pode acontecerquando: a PNa aumenta e a P K permanece a mesma, conforme lado esquerdo da ilustrao,maior permeabilidade provoca uma reduo na inclinao da resistncia ; ou quando, a PNa permanece a mesma e a P K diminui, menor permeabilidade provoca um aumento na inclinaoda resistncia , como no lado direito.

Canais K 2P

Os canais de potssio de dois poros (K2P) (reveja a Figura 2.4 B) so considerados responsveispela PK em repouso nas clulas. Portanto, parece razovel especular que a diminuio da PKresulta do fechamento dos canais K 2P nas clulas do GRD avaliadas.

Em um sistema de expresso heterlogo 30, tem se mostrado os efeitos excitatrios de umGPCR ocorre via inibio de alguns canais de K2P. O canal K2P2.1 (TREK-1) amplamentecolocalizado com o canal de TRPV1 tornando um candidato a um dos canais responsveis pelaPK em repouso dos nociceptores. Alm disso, quando o canal K 2P2.1 nocauteado, os animaisso mais sensveis aos estmulos mecnicos de limiar baixo e exibem um aumento nahiperalgesia mecnica e trmica em condies de inflamao 31.

Seria interessante determinar se o canal K 2P2.1 ou algum outro canal K2P est envolvido naresposta mediada por 5-HT 2A. Se o fechamento dos canais de K+ podem causar dor como estasconcluses indicam, em seguida, outra concluso a tirar este trabalho que a abertura doscanais de K+ em nociceptores , potencialmente, um mecanismo importante naantinocicepo. Voltaremos a esta ideia, quando considerarmos o papel dos canais de K + naantinocicepo induzida por agonistas do receptor de opioide.

Receptores 5-HT 3

Em contraste com todos os outros receptores da serotonina que so GPCRs, o receptor da5-hidroxitriptamina do tipo trs (5-HT3) um LGIC constitudo de cinco monmeros, formandouma regio central de poro (consulte a Figura 2.4 A). Foram identificados cinco subunidades,os subtipos 5-HT3A a 5-HT3E, os receptores funcionais 5-HT3A homomrico e os 5-HT3A/B heteromrico verificaram ser expressos em neurnios. Exibindo uma resposta ao receptor5-HT3 em neurnio do GRD, a 5-HT e 2-metil-5HT produziram uma despolarizao comdiminuio da resistncia de entrada. Alm disso, o E rev para a resposta da despolarizao ficoumenos negativo quando a [K+] extracelular foi elevada a 10 mM e a despolarizao foiconvertida a hiperpolarizao em uma soluo de Na + livre, indicando que a resposta doreceptor 5-HT3 resultou de um aumento da permeabilidade ao Na + e K+.


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Os estudos em camundongos de nocaute do 5-HT 3A levam os autores interpretao que osreceptores 5-HT3 no esto envolvidos na dor aguda, mas so necessrios na dor persistente .Usando o teste de formalina (veja adiante ) descobriram que a primeira fase nocomportamento de dor no difere entre os camundongos do tipo selvagem e do mutante. Emcontraste, a segunda fase no comportamento de dor foi significativamente reduzida emanimais mutantes, indicando que os receptores 5-HT 3 so importantes dor persistente 32.Alm disso, observou tambm uma reduo significativa no comportamento da segunda fasedo teste de formalina aps a administrao intratecal espao subaracnoide de umantagonista de receptor 5-HT 3, sugerindo que os receptores 5-HT 3 so afetados na medulaespinhal.

Teste de formalina

O teste de formalina amplamente usado para avaliar os efeitos dos compostos analgsicosem animais de laboratrio. Os estmulos nocivos em camundongos uma injeo de soluodiluda de formalina debaixo da pele na superfcie dorsal da pata traseira. A resposta aquantidade de tempo que os animais passam lamber a pata injetada. Existem dois perodosdistintos de lambida, uma fase precoce dura os primeiros 5 minutos e uma fase tardia dura de20 a 30 minutos aps a injeo. Em geral acreditasse que a fase precoce devido a um efeitodireto nos nociceptores.

Bradicinina

Em seres humanos, a injeo intradrmica de bradicinina (BK) dose dependente produz dor ehiperalgesia de calor, indicando que a BK tanto excita como sensibiliza os nociceptores33. A BK um polipeptdeo formado no sangue; provoca contrao do msculo liso no vascular,potente vasodilator de alguns vasos sanguneos, aumenta a permeabilidade vascular e o maisimportante ao nosso propsito est envolvida no mecanismo de dor.

A inflamao local seguinte leso tecidual aciona a liberao de BK (nonapeptdeoH-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg-OH), produzida pela calicrena mediada clivagemenzimtica de cininogennio no local do ferimento ou inflamao tecidual. As calicrenas so

proteases de serina que liberam as cininas BK e calidina dos cininognios cininognio dealto peso molecular e de baixo peso molecular. A calicrena dos tecidos humanos liberapreferencialmente a calidina (decapeptdeo Lys-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg-OH) doscininognios. A pr-calicrena a precursora da calicrena e s pode ativar as cininas depois deativadas durante o ferimento ou inflamao tecidual.

Uma vez formada a BK degradada por duas enzimas: a carboxipeptidase-N, conhecidatambm como cininase-I; e a enzima conversora de angiotensina (ECA), tambm chamadacininase-II. A cininase-I transforma BK e calidina em seus metabolitos ativos, des-Arg9-BKe Lis-des-Arg9-BK, ou seja, BK e calidina sem seus resduos de arginina no terminal-C. A ECAremove o dipeptdeo do terminal-C da BK ou Lis-BK, que conduz sua desativao.


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Os inibidores da ECA conduzem a um aumento de BK devido diminuio da degradao etambm uma diminuio da angiotensina um vasoconstrictor que so utilizados notratamento da hipertenso arterial . Sugeriu-se que alguns efeitos da reduo da presso daarterial dos inibidores da ECA podem ser devido a seus efeitos sobre a BK.

Receptores B 1 e B2

As aes da BK so mediadas por meio de dois GPCRs o receptor B1 de bradicinina (B1) e oreceptor B2 de bradicinina (B2). A BK ativa os receptores B2 enquanto os receptores B 1 apresentam maior afinidade a des-Arg 9-BK, ou seja, o receptor B1 seletivo ao metablito dacinina, sem o resduo de arginina no terminal-C.

Os receptores B 2 so constitutivamente expressos em neurnios do GRD e acredita-se que sejao subtipo do receptor da bradicinina funcional predominante nos tecidos no traumatizados .Por outro lado, os receptores B 1 no so normalmente expressos constitutivamente deextenso significativa, mas so de forma ascendente durante a inflamao crnica . Como oreceptor B1 no est presente em tecidos no inflamados um alvo atraente aodesenvolvimento de antagonistas, como poderiam ser esperados a causar poucos efeitosindesejados.

Uma vez que o receptor B2 um GPCR, tem de haver um canal de on que seja ativadodescendentemente no B 2. Alm disso, dado que a ativao do receptor B 2 provoca hiperalgesiatrmica e que os camundongos de nocaute do TRPV1 apresentam pouca hipersensibilidade

trmica no local da inflamao tecidual, plausvel que o TRPV1 pode ser o canal de ons queage descendente sobre a BK.

Em dois estudos de camundongos de nocaute do TRPV1, a BK obteve disparos do potencial deao em fibras C, em ambos os casos no houve nenhuma diferena na resposta inicial aoscamundongos de nocaute em comparao aos camundongos normais. Em um dos estudos aresposta aos camundongos de nocaute foi menos persistente do que aos camundongosnormais34, enquanto no outro no houve nenhuma diferena significativa 35. Estas conclusessugerem que o canal do TRPV1 contribui, mas no necessria ao receptor B 2 mediadaexcitao do nociceptor.

Por outro lado, a injeo de BK intraplantar produziu hipersensibilidade trmica substancial emcamundongos de tipo selvagem, mas no em camundongos de nocaute do TRPV1,demonstrando que o canal do TRPV1 necessrio, in vivo , ao desenvolvimento dahipersensibilidade trmica induzida pela BK36.

Modelos moleculares

A ativao da maioria das clulas pela bradicinina (BK) mediada pela fosfolipase C (PLC) e/ou

fosfolipase A2 (PLA2), por conseguinte estas so as vias bioqumicas que provavelmentemedeiam entre o receptor B 2 e o canal do TRPV1 (veja a Figura 4.2 A B).


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BK bradicinina; B2 receptor B2 de bradicinina; G protena G e subunidades alfa, beta e gama; PLC- fosfolipase C-beta; PIP2 fosfatidilinositol difosfato; IP3 inositol trifosfato; DAG diacilglicerol;

PKC protena quinase C psilon; P fosforilao; TRPV1 canal do receptor de potencial transitrio da vaniloide um.

BK bradicinina; B2 receptor B2 de bradicinina dois; G protena G subunidade? ; PLA2 fosfolipase A2;AA cido araquidnico; COX ciclooxigenase;AINE anti-inflamatrio no esteroidal;

PGI2 prostaglandina I2; IP receptor fosfato de inositol; PGE2 prostaglandina E2; EP receptor de prostanoide E;Gs protena G estimulante; AC adenilato ciclase; ATP - trifosfato de adenosina; cAMP monofosfato de adenosina cclico;

PKA protena quinase A; P fosforilao; TRPV1 canal do receptor de potencial transitrio da vaniloide um,LOX lipoxigenase; 12-HPETE cido hidroperoxieicosatetraenoico.

BK bradicinina; B2 receptor B2 de bradicinina; G protena G e subunidades alfa, beta e gama;PLA2 fosfolipase A2; AA cido araquidnico; COX ciclooxigenase;AINE anti-inflamatrio no esteroidal;PGE2 prostaglandina E2; EP receptor de prostanoide E; Gs protena G estimulante; AC adenilato ciclase;

ATP trifosfato de adenosina; cAMP monofosfato de adenosina cclico; PKA protena quinase A; P fosforilao; PLC- fosfolipase C-beta; PIP2 fosfatidilinositol difosfato; DAG diacilglicerol;IP3 inositol trifosfato;

Ca2+ on clcio;RE retculo endoplasmtico; TRPA1 canal de ctions do receptor de potencial transitrio da anquirina um.

Fig. 4.2 Modelos esquemticos implicados na modulao da bradicinina.O esquema mostra a vias bioqumicas que so implicadas na modulao da bradicinina (BK) ao receptorB2 de bradicinina (B2), via:A PLC- ao TRPV1;B PLA2 ao TRPV1;C PLA2 e PLC- ao TRPA1.


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de TRPV1 sobre nveis do PIP2. Se nveis do PIP2 em repouso elevado, que est direita dopico da curva de resposta da dose normal, uma diminuio moderada nos nveis dos PIP 2 resultar em maior atividade do TRPV1, considerando que ainda diminua os nveis do PIP2 esquerda do pico resultar na inibio do canal. A exposio dos nociceptores contendo ocanal do TRPV1 a doses elevadas de capsaicina est associada com uma perda da capacidadede resposta a capsaicina, bem como a outros estmulos nocivos mecnicos, qumicos e calor(reveja a Seo III). Foi sugerido que doses elevadas de capsaicina ativa ao mximo o canal dection do TRPV1, causando um grande influxo de Ca2+ que ativa PLC, assim a depleo do PIP2,causando uma inibio profunda do canal do TRPV1, o qual responsvel pela perda dacapacidade de resposta a capsaicina e a outros estmulos.

B2 via PLA 2 TRPV1

A evidncia cumulativa do nmero dos tipos de clulas demonstrou que os GPCRs podemacoplar a PLA2, no entanto qual protena G usada para acoplar o receptor B 2 a PLA2 nonociceptores no tenha ainda sido determinada, por isso a interrogao assinalada entre B 2 ePLA2 (veja a Figura 4.2 B).

A PLA2 ativada cataliticamente hidrolisa os fosfolipdios liberando o cido araquidnico (AA).As duas vias importantes do metabolismo do AA so as vias da ciclooxigenase (COX) e dalipoxigenase (LOX). A via da COX forma compostos intermedirios que em seguida soconvertidos em compostos ativos biologicamente, os quais incluem as prostaglandinas

prostaglandina E 2 (PGE2) e prostaglandina I 2 (PGI2) enquanto a via da 12-LOX produz o cido

12-hidroperoxieicosatetraenoico (12-HPETE). Assim, os mediadores dos lipdios PGE2, PGI2 e12-HPETE so conjeturados a serem produzidos em nociceptor em resposta a BK.

Apesar de estarmos considerando o papel da PGE 2, PGI2 e 12-HPETE na mediao dos efeitosda BK, devem ser mantido em mente que estes mediadores dos lipdios no tm de serproduzidos no nociceptor onde agem. Tambm pode ser produzida por outras clulasprximas durante o ferimento tecidual no necessariamente em resposta a bradicinina eento difundem ao nociceptor; isto conhecido como: sinalizao paracrina .

12-HPETE

Primeiro, considere as evidncias que apoiam a via do AA LOX 12-HPETE. Osexperimentos com neurnios do GRD cultivados e fibras nervosas cutneas na preparao denervo-pele, in vitro , demonstraram que a BK agindo atravs do receptor B 2, excita terminaesnervosas sensoriais ativando o canal do TRPV1 via a produo de metablitos da LOX do AA41.Alm de a BK estimular diretamente na produo de 12-HPETE, que foi mostrado em umsistema de expresso para ativar diretamente o canal do TRPV1 42.

No claro at que ponto esta via normalmente contribui ao receptor B 2 mediada excitao

do nociceptor dada evidncia, discutida acima, os camundongos de nocaute do TRPV1, queativao do canal do TRPV1 no necessria ativao do nociceptor pela BK34, 35.


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PGE 2

preciso considerar que a PGE2 por si s provoca dor e hiperalgesia trmica. A injeointraplantar de PGE2, em pata traseira de camundongos, dose dependente produz de curtadurao o comportamento de lamber a pata nociceptivo quando comparado com osanimais de controle 43. Alm disso, houve uma reduo na latncia da retirada de pata hiperalgesia trmica aps a injeo de PGE2 intraplantar, que foi significativamente reduzidaem camundongos de nocaute do canal TRPV144. Alm do mais, usando uma preparao denervo-pele isolada, hiperalgesia trmica induzida pela BK foi mostra a ser mediada porativao da COX45.

A diversidade das aes da PGE2 supostamente resultante da sua interao com uma famliados GPCRs, osreceptores de prostanoide E (EP), designados EP1 a EP4, os quais so encontradosem neurnios do GRD46. A identidade do receptor ou dos receptores EP que acopla a PGE 2 a

hi

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