( PDF ) Avaliação eletrofisiológica da ação da guanilina e de uroguanilina em cérebro de ratos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Faculdade de Medicina

Departamento de Fisiologia e Farmacologia

AVALIAÇÃO ELETROFISIOLÓGICA DA AÇÃO DA

GUANILINA E DE UROGUANILINA EM CÉREBRO DE

RATOS

MARIA DANIELE AZEVEDO TEIXEIRA

Fortaleza

2003

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Faculdade de Medicina

Departamento de Fisiologia e Farmacologia

AVALIAÇÃO ELETROFISIOLÓGICA DA AÇÃO DA

GUANILINA E DE UROGUANILINA EM CÉREBRO DE

RATOS

MARIA DANIELE AZEVEDO TEIXEIRA

Orientador: Manassés Claudino Fonteles

Dissertação apresentada a Coordenação do Curso de Pós-

graduação em Farmacologia do Departamento de Fisiologia de

Farmacologia da \universidade Federal do Ceará, como requisito parcial

para a obtenção do título de mestre em Farmacologia.

Fortaleza

2003

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T267a Teixeira, Maria Daniele Azevedo

Avaliação eletrofisiológica da ação da guanilina e de

uroguanilina em cérebro de ratos / Maria Daniele

Azevedo Teixeira,.- Fortaleza, 2003.

103f. : il

Orientador: Prof. Dr. Manassés Claudino Fonteles

Dissertação (Mestrado). Universidade Federal

Ceará. Curso de Pós-graduação em Farmacologia.

1.Eletroencefalografia.2. Guanilina. 3. Uroguanilina.

4.Canais de cloreto. 5.Nerofarmacologia. I. Título

CDD: 616.80475

AVALIAÇÃO ELETROFISIOLÓGICA DA AÇÃO DA

GUANILINA E DE UROGUANILINA EM CÉREBRO DE

RATOS

Dissertação apresentada a Coordenação do Curso de Pós-

graduação em Farmacologia do Departamento de Fisiologia de

Farmacologia da \universidade Federal do Ceará, como parte dos requisitos

necessários para obtenção do título de mestre em Farmacologia., a qual

encontra-se à disposição dos interessados na Biblioteca Central da referida

universidade.

Maria Daniele Azevedo Teixeira

Dissertação aprovada em 13 de outubro de 2003

Banca examinadora:

Prof. Dr. Manasses Claudino Fonteles

(Orientador)

Prof. Dr. Otoni Cardoso do Vale

Profa. Dra. Francisca Cléa Florenço de Sousa

“Não tens observado que sem a ciência as

opiniões são todas vergonhosas ? ”

Platão, República IV (506c 5-6)

AGRADECIMENTOS

Deus, o maior.

A meus pais, Eleazar Magalhães Teixeira & Maria de Lourdes Azevedo

Teixeira, meu muito obrigada, vocês são maravilhosos, eu os amo muito.

Ao professor Dr. Manassés Claudino Fonteles, orientador da presente

tese, pela oportunidade que me foi dada de vivenciar e aprender muitos dos

ensinamentos que levaram a esta dissertação e por possibilitar a realização

de um trabalho tão interessante, cedendo seu laboratório e materiais

necessários para os experimentos.

Ao professor Dr. Otoni Cardoso do Vale, pela co-orientação, pela

paciência, pelos muitos aprendizados que lhe devo, pela oportunidade de

trabalhar com um tema instigante e sobretudo pela grande experiência que

vivenciei.

Aos amados e sempre presentes amigos que dividiram comigo as alegrias e

angústias e me acompanharam até o desfecho desta tese: Dr. Francisco

Romero Cabral, Dra. Marta Regina Kerntopf, Dra. Rita Izabel

Monteiro Galvão e Dr. Nilberto Robson Falcão do Nascimento.

Aos não menos queridos: Lucília Lessa, Clauber Sousa, Alexandre Havt,

Regina Coeli, Cláudia Mendes.

Aos funcionários do IBIMED

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS.................................................

LISTA DE FIGURAS...............................................................

LISTA DE TABELAS...............................................................

XIV

Resumo.......................................................................................

XVII

Abstract......................................................................................

XVIII

1 INTRODUÇÃO..........................................................................

2 Objetivos....................................................................................

2.1 Objetivos gerais.........................................................................

2.2 Objetivos específicos

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................

3.1 Peptídeos Guanilina...................................................................

3.1.1 Descoberta dos peptídeos Guanilina........................................

3.1.2 Estrutura dos peptídeos guanilina...........................................

3.1.3 Precursores................................................................................

3.1.4 Mecanismos Celulares e Moleculares......................................

3.1.4.1 Receptores..................................................................................

3.1.4.2 Mecanismos Sinalizadores........................................................

3.2 Líquido Céfalo-Raquidiano (LCR) e Sistema Nervoso

Central (SNC.............................................................................

3.2.1 Barreiras Encefálicas................................................................

3.2.2 Plexo Coróide (PC)....................................................................

3.2.3 Compartimentos anatômicos do CSF......................................

3.3 Canais Iônicos............................................................................

3.4 Canais de Cloreto.......................................................................

3.4.1 Canais de Cloreto ativados por ligantes..................................

3.4.2 Regulador de condutância transmembrana da fibrose

cística(CFRT).............................................................................

3.4.3 A família CLC de canais de cloreto..........................................

3.5 Conceitos básicos sobre o EEG.................................................

4 MATERIAL E MÉTODOS......................................................

4.1 Animais de laboratório utilizados............................................

4.2 Avaliação eletrofisiológica: eletroencefalograma e

eletrocardiograma.....................................................................

4.3 Cirurgia estereotáxica...............................................................

4.4 Coleta de Líquido Céfalo-Raquidiano(LCR) .........................

4.5 Cisternografia............................................................................

4.6 Infusão de Guanilina e Uroguanilina.......................................

4.7 Bloqueadores..............................................................................

4.8 Análise Estatística......................................................................

5. RESULTADOS..........................................................................

5.1 Efeito da guanilina sobre a amplitude absoluta média dos

espectros alfa e teta e sobre o número de pontas por minuto

encontradas no EEG..................................................................

6. DISCUSSÃO..............................................................................

6.1 Avaliação eletrofisiológica da infusão intracisternal de

guanilina.....................................................................................

6.2 Avaliação eletrofisiológica da infusão intracisternal de

uroguanilina...............................................................................

6.3 Avaliação do bloqueador de canais de Cl¯: ácido niflûmico..

6.4 Avaliação do inibidor de correntes de Cl¯: nedocromil

sódico...........................................................................................

6.5 Avaliação do modelo experimental..........................................

7 CONCLUSÕES..........................................................................

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................

LISTA DE ABREVIATURA, SÍMBOLOS E SIGLAS

µg Microgramas

µl Microlitros

µV Microvolts

θ Ângulo

A1 Região auricular esquerda

A2 Região auricular direita

27G Tamanho referência para agulhas

ASICs Canais iônicos sensíveis a ácido

AMPc Monofosfato de adenosina cíclico

AP Região antero-posterior

ATP Trifosfato de adenosina

ATPase(s) Adenosina trifosfatase(s)

BHE Barreira hemato-encefálica

BHL Barreira hemo-liquórica

BBM Membrana em borda de escova

Br¯ Íon bário

C Controle

Ca+ Íon cálcio

Cl Íon cloreto

ClC Família de canais de cloreto

Cd²+ Íon Cádmio

CFRT

Regulador de condutância transmembrana da fibrose cística

Cm Unidade internacional de medida

DNS Ácido desoxirribonucléico

E Esquerdo

E.P.M. Erro padrão da média

ECG Eletrocardiograma

EEG Eletroencefalograma

EMSA Equipamentos médicos sociedade anônima

F3 Região frontal esquerda

F4 Região frontal direita

FC Fibrose Cística

g Grama

Gaba Ácido gama-amino-butírico

GC Guanilato-ciclase

GC-C Guanilato-ciclase C

Gly Aminoácido glicina

GMPc Monofosfato de guanosina

Hz Hertz

HCO³ Bicarbonato

H+ Íon hidrogênio

I¯ Íon iodo

IP Via de administração intraperitoneal

IM Via de administração intramuscular

VII

Kg Kilograma

K+ Íon potássio

L Região lateral

LCR Líquido céfalo raquidiano

ms Milissegundo

mg Miligrama

ml Mililitro

mM Milimolar

n Número de animais

Na+ Íon sódio

NH2+ Radical amina

OK Rim de opossum

OK-GC Guanilato ciclase encontrada no rim de opossum

pH Grau de acidez

P Significância Estatística

P3 Região parietal esquerda

P4 Região parietal direita

P64 Proteína do canal de cloreto

PKG- II Proteína quinase dependente de GMPc

PKA- II Proteína quinase dependente de AMPc

PDE fosfodiesterase

RNAm Ácido ribonucléico mensageiro

Ser Aminoácido serina

SNC Sistema nervoso central

VIII

St Toxina termo estável

seg Segundos

t estatístico

T3 Região correspondente á pata esquerda

T5 Região correspondente á pata direita

T84 Linhagem de células

UFC Universidade Federal do Ceará

V ventral

Va aminoácido valina

Lista de Figuras

Figura. 1. Subclasses da família de peptídeos biologicamente

ativos guanilina. A classe 1 representa peptídeos com uma

única ponte dissulfeto ( as linhas conectando o par de cisteínas).

Os peptídeos da classe 2 apresentam duas pontes dissulfeto e na

classe 3, três pontes dissulfeto intramoleculares. (Forte, 1999)....

Figura 2. odelo proposto para o mecanismo de transdução

intracelular do GMPc para células alvo de guanilina no epitélio

(Forte et al.,2000)..........................................................................

Figura 3 Anatomia das interfaces hematoencefálica e

hematoliquórica. A: a BHE é formada por células endoteliais

dos capilares cerebrais que estão justapostas pó “tight

junctions”. B: Capilares do plexo coróide (PC) são fenestrados e

cercados por uma membrana basal. Solutos que saem dos

capilares coróides chegam ao espaço extracelular que contem

fibroblastos e colágeno e devem atravessar o PC antes de entrar

no LCR. C: As superfícies ventriculares são margeadas por

células ciliadas ependimárias(E) ligadas por “tight junctions”.

Uma membrana basal está presente entre as células

ependimárias e os processos astrocisticos. Solutos do LCR

podem atravessar ou passar entre as células ependimárias para

entrar no fluido extracelular cerebral (ECP). D: Margem das

superfícies cerebrais, o LCR filtra-se através espaço

subaracnóide ( contendo colágeno e a pia-máter) e vem em

contato com os limites da glia(que consiste de processos

astrocísticos achatados) O LCR pode fazer trocas com o fluido

extracelular cerebral atravessando ou por entre os processos

gliais(Lee et al.,2001)....................................................................

Figura 4 Figura esquemática representando o sistema plexo

coróide(PC) – LCR (Chodobski et al., 2001)................................

Figura 5 Mecanismos de transporte intracelulares renal e

coroidal..........................................................................................

Figura 6 Compartimentos de LCR e sua relação com o cérebro

(Kazemi et al.,1986)....................................................................

Figura 7 Classificação das diversas famílias ClC

(Jentsch,2002)................................................................................

Figura 8 Representação esquemática do sistema homeostático

que regula os parâmetros definindo o estado basal da atividade

elétrica cerebral..............................................................................

Figura 9 Sistema de captação, análise e armazenamento dos

sinais eletroencefalográficos e eletrocardiográficos. Este sistema

originalmente é utilizado para realização de EEG digital em

pacientes humanos. Foi adaptado para uso em animais, com

utilização de um menor número de eletrodo(dez)(Cardoso do

Vale, 2000).....................................................................................

Figura 10 Aparelho Estereotáxico................................................ 45

Figura 11 Suturas ósseas; A, B e C pontos para implantação de

parafusos; D – linha interaural.......................................................

Figura 12 – Exposição do tecido ósseo (a) e colocação dos

parafusos com auxílio de uma broca odontológica (b)..................

Figura 13 Colocação da cânula-guia em direção à cisterna

magna.............................................................................................

Figura 14 Rato Wistar não anestesiado com cânula-guia

implantada na cisterna magna........................................................

Figura 15 Cisternografia. Radiografia A: Contraste não se

distribuiu pela medula espinhal do rato; Radiografia B:

Contraste se distribuiu pela medula espinhal.................................

Figura 16 Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa

do EEG de cinco animais submetidos a infusão intracisternal de

guanilina (2μg/µg/min) em três momentos: antes, durante e após

a infusão.........................................................................................

Figura 17 Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa

do EEG nas regiões frontais esquerda (F3) e direita (F4),

antes(f3a e f4a), durante (f3d e f4d) e após (f3ap e f4ap); em

cinco animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina

(2μg/µg/min)..................................................................................

Figura 18 Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro teta

do EEG de cinco animais submetidos a infusão intracisternal de

guanilina (2μg/µg/min) em três momentos: antes, durante e após

a infusão.........................................................................................

Figura 19 Número de pontas por minuto observadas no EEG da

região frontal antes, durante e após a infusão de guanilina

(2μ/µg/min) em cinco animais.......................................................

Figura 20 Número de pontas por minuto observadas na infusão

intracisternal de uroguanilina nas duas doses................................

Figura 21 Efeito da infusão de uroguanilina na cisterna magna

sobre a amplitude das pontas registrado com eletrodos inseridos

na região frontal (F3 e F4). P<0.05, ANOVA com

Tukey.............................................................................................

XII

Figura 22 Efeito da infusão de uroguanilina ( 2μg/μl/min ou

6μg/μl/min) na cisterna magna sobre o número de pontas por

minuto registradas por eletrodos implantados na região frontal

(F3-F4). Test t pareado bicaldal com nível de significância de

5%. As informações são expressas como media ± de seis

(2μg/μl/min) e cinco (6μg/μl/min) animais...................................

Figura 23 EEG representativa do registro dos efeitos em ratos

anestesiados da infusão de salina: controle (A),durante 6μL/min

infusão de salina(B) e vinte minutos após o término da infusão

de salina infusão (C). Os outros traçados representam a mesma

seqüência de eventos para a infusão de uroguanilina

(2µg/μl/min) (E,F,G) uroguanilina ( 6μg/µl/min) (H,I,J)............

Figura 24 Representação do número de pontas por minuto

observadas na infusão intracisternal nos grupos 1: controle 1

(antes da infusão de uroguanilina 2μg/µl/min); 2: infusão de

uroguanilina 2μg/µl/min; 3: controle 2 (antes da infusão de

uroguanilina 6μg/µl/min); 4: Infusão de uroguanilina

6μg/µl/min; 5. Infusão de nedocromil sódio; 6: Infusão de

nedocromil sódio + uroguanilina...................................................

XIII

Lista de Tabelas

Tabela 1- Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de

cinco animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina

(2μl/µg/min) em três momentos: antes, durante e após a infusão. Os

valores são expressos em µV (microvolts)............................................

Tabela 2- Amplitude absoluta média do espectro teta do EEG de

cinco animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina

(2μ/µg/min) em três momentos: antes, durante e após a infusão. Os

valores são expressos em μV(microvolts).............................................

Tabela 3- Número de pontas por minuto observadas no EEG da

região frontal antes, durante e após a infusão de guanilina

(2μ/µg/min) em cinco animais...............................................................

Tabela 4- Número de pontas por minutos observadas no EEG de seis

animais que receberam a dose de 2μ/µg/min de uroguanilina

intracisternal; antes, durante e após a infusão.......................................

Tabela 5 - Número de pontos por minuto observadas no EEG de

cinco animais que receberam a dose de 6μ/µg/min de uroguanilina

intracisternal; antes, durante e após a infusão.......................................

XIV

Tabela 6- Amplitude absoluta média do espectro teta do EEG de seis

animais submetidos a infusão intracisternal de

uroguanilina(2μ/µg/min) em três momentos: antes, durante e após a

infusão. Valores expressos em µV........................................................

Tabela 7 - Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de

seis animais submetidos a infusão intracisternal de

uroguanilina(2μ/µg/min) em três momentos: antes, durante e após a

infusão. Valores expressos em µV........................................................

Tabela 8- Amplitude da média de pontas observadas no EEG da

região frontal antes, durante e após a infusão de

uroguanilina(2μ/µg/min) em seis animais.............................................

Tabela 9- Amplitude da média de pontas observadas no EEG da

região frontal antes, durante e após a infusão de

uroguanilina(6μ/µg/min) em cinco animais..........................................

Tabela 10- Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de

cinco animais submetidos a infusão intracisternal de

salina(2μg/µl/min) em três momentos: antes, durante e após a

infusão.Os valores são expressos em μV...............................................

Tabela 11- Amplitudes absolutas médias do espectro teta do EEG de

cinco animais submetidos a infusão intracisternal de

salina(2μg/µl/min) em três momentos: antes, durante e após a

infusão. Os valores estão expressos em μV..........................................

Tabela 12 - Amplitudes médias absolutas dos espectros alfa e teta do

EEG sob efeito da uroguanilina nas doses de 2μg/µl/min e

6μ/µg/min, incluindo o erro da média. Valores expressos em µV

(microvolts)...........................................................................................

XVI

RESUMO

Avaliação eletrofisiológica da ação da guanilina e de uroguanilina em cérebro de

ratos

Maria Daniele Azevedo Teixeira

Orientador: Dr. Manassés Claudino Fonteles

Dissertação de Mestrado em Farmacologia – UFC – 2003.

Os peptídeos termo-estáveis guanilina e uroguanilina foram inicialmente

isolados e identificados do intestino de rato e de urina de opossum: suas propriedades

são atribuídas ao controle do transporte de sal e água no rim e intestino, mediado pelo

GMPc.

O presente estudo propõe-se a avaliar a atividade neurofisiológica dos

peptídeos do tipo guanilina, através da análise do registro eletroencefálico, bem como

investigar os mecanismos de ação responsáveis pela possível ação sobre o sistema

nervoso central. Para tanto, grupos de ratos Wistar machos anestesiados foram

submetidos a uma cirurgia para a colocação de uma cânula na cisterna magna.

Decorridas 48 horas da cirurgia, estes animais foram novamente anestesiados, sendo

infundidas através de uma bomba de infusão: guanilina (2μg/μl/min) e uroguanilina

(2μg/μl/mim e 6μg/μl/min), em três grupos distintos. Posteriormente, outros dois grupos

de animais foram submetidos ao mesmo protocolo experimental, com a uroguanilina,

porém adicionalmente, receberam um pré-tratamento (antes da infusão) de duas

substâncias bloqueadoras de canais de Cl¯: o ácido niflûmico e o nedocromil sódico.

Durante a infusão intracisternal dos peptídeos, houve o registro do EEG dos diversos

espectros de ondas, sendo gravados três momentos: antes da infusão ( controle), durante

e após a infusão. O peptídeo guanilina quando infundido em cérebro de ratos levou a

alterações na amplitude do traçado e o surgimento de pontas no EEG. A uroguanilina

induziu as mesmas alterações, contudo houve uma maior intensidade (p<0.05). O pré-

tratamento com ácido niflûmico não influiu nos resultados da infusão de uroguanilina,

porém o nedocromil inibiu o surgimento de pontas (p<0.05).

Sugerimos através deste estudo, que os peptídeos guanilina e uroguanilina

produzem alterações eletroencefalográficas, atuando sobre o cérebro por mecanismos de

ação envolvendo canais de Cl¯.

XVII

ABSTRACT

Eletrophysiological evaluation of guanylin and urogunylin in rat brain

Maria Daniele Azevedo Teixeira

Mentor: Ph D. Manassés Claudino Fonteles

Master degree thesis in Pharmacology – UFC – 2003.

Guanylin and uroguanylin are heat-stable peptides isolated and identified

from rat intestine and opossum urine, respectively. They control salt and water transport

in the kidney and intestine mediated by cGMP.

In this study we tried to show the effects of the guanylin-like peptides on EEG-

parameters, as well to investigate possible cerebral action mechanisms in the central

nervous system. The experiments were performed using anaesthetized male Wistar rats

that were placed on the stereotaxic frame for surgery to implant a guide cannula towards

to cisterna magna. After 48 hours, the animals were divided in three groups: guanylin

(2μg/μl/min) and uroguanylin (2μg/μl/min and 6μg/μl/min), and recived intracisternal

infusion by a infusion pump. Another two groups were performed using uroguanylin

(2μg/μl/min) and a pretreatment of two Cl¯ blockers: niflumic acid and nedocromil

sodium. EEG recordings were made throughout the experimental procedure, using a

software for spectral activity study and absolute amplitude, starting with the control

recording segment, followed by drug infusion segment and finishing with after infusion

segment. Guanylin peptide in the rat brain increased the frontal waves amplitude and

induced spikes. Uroguanylin induced the same changes more intensively (p<0.05).

Niflumic acid didn’t promoted changes, but nedocromil seemed to inhibit the spikes

(p<0.05).

We propose that guanylin and uroguanilyn EEG effects were caused by Cl¯

channels envolvement.

XVIII

1 Introdução

O líquido céfalo-raquidiano (LCR) tem sido utilizado

experimentalmente, e inclusive em procedimentos terapêuticos em

humanos, ao longo dos anos, como veículo para liberação de substâncias.

Sugere-se que substâncias com afinidade com o sistema nervoso sejam

liberadas em locais específicos e sejam capazes de alcançar receptores de

células-alvo distantes por difusão através do espaço extracelular

(Proescholdt et al., 2000).

Os peptídeos guanilina e uroguanilina são hormônios que ativam

receptores guanilato ciclase, pelo menos no intestino e no rim. A

conseqüente elevação de GMPc no intestino acarreta um incremento na

secreção de eletrólitos e água. A ativação dos receptores renais pela

uroguanilina estimula o fluxo urinário e excreção de sódio, cloreto e

potássio (Forte et al., 2000). O mecanismo de ação envolve canais de

cloreto.

A presença de cópias de mRNA codificando guanilina e

uroguanilina em tecidos distintos daqueles do trato gastrointestinal, como

no sistema reprodutor, linfóide e no sistema nervoso central(Fan et

al.,1997a) sugere que estes hormônios seriam responsáveis pela regulação

eletrolítica em tecidos diversos. Além disso, a semelhança dos sistemas de

transporte de eletrolítico entre o rim e o cérebro levanta a hipótese dos

peptídeos desempenharem funções no sistema nervoso central. Estudos cinéticos

detalhados realizados em tecido de plexo coróide isolado têm confirmado e

caracterizado o processo de transporte de ânions como similar àquele no fígado e rim

(Angeletti et al.,1997).

2 Objetivos

2.1 Objetivos gerais

Propor o estudo eletrofisiológico da função cerebral sob o efeito

da guanilina e da uroguanilina administradas por via intracisternal com

,base no conhecimento da ação destes peptídeos sobre receptores através do

mecanismo sinalizador da guanilato ciclase atuando a partir de canais

iônicos, como por exemplo, canais de cloreto, haja vista a presença de

receptores da família guanilina no sistema nervoso central.

2.2 Objetivos específicos

• Avaliar quantitativa e qualitativamente o eletroencefalograma,

enfatizando o surgimento de espículas, ondas agudas, complexos ponta-

onda, e a ocorrência de atividade eletrofisiológica paroxística de ondas da

faixa de freqüência teta ou delta;

• Interpretar os achados com base nos mecanismos de bioeletrogênese dos

novos potenciais obtidos;

• Investigar possíveis mecanismos de ação da guanilina e uroguanilina

sobre potenciais corticais através da utilização de antagonistas específicos

de receptores;

• Mensurar as amplitudes absolutas médias dos diversos espectros de

freqüência, para avaliação dos possíveis efeitos dos peptídeos guanilina e

uroguanilina em infusões prolongadas.

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 Peptídeos Guanilina

3.1.1 Descoberta dos peptídeos Guanilina

O peptídeo guanilina, originalmente extraído e purificado do intestino

delgado de rato, tem alta homologia estrutural e seqüencial com as enterotoxinas

termoestáveis da Escherichia coli (D’Este et al. 2000) conhecida como a causadora da

forma aquosa de diarréia similar à vista na cólera ( Forte et alli., 1999). Isolado da

mucosa intestinal de ratos por Currie et al., o peptídeo de 15 aminoácidos foi purificado

empregando-se um bioensaio de GMPc com células intestinais T84 para detectar os

peptídeos ativos do jejuno ( Forte, 1999). Caracteriza-se pela presença de quatro

resíduos de cisteína que requerem oxidação e formação de ponte dissulfeto para a

completa expressão de sua atividade (Wiegand, RC et alli., 1992).O nome guanilina se

deve ao mecanismo de sinalização celular, envolvendo a enzima guanilato ciclase e ao

seu tecido de origem, o intestino ( Forte, 1999).

Estudos em opossum mostraram evidências preliminares de que um

peptídeo semelhante à guanilina era abundante na urina. Em efeito, uma segunda versão

de guanilina do opossum foi isolada, tanto a partir da mucosa intestinal, quanto da urina.

O peptídeo predominante na urina foi denominado uroguanilina. Várias formas de

uroguanilina foram isoladas da urina humana e de rato, do intestino de rato e plasma

humano e de opossum (Forte et al., 2000).

A família guanilina guarda semelhanças tanto na estrutura primária, quanto

nas atividades biológicas com as enterotoxinas termo estáveis (ST) agindo de forma a

estimular a secreção de fluidos e eletrólitos para dentro do lúmen intestinal pela

ativação de receptores de guanilina localizados nas superfícies apicais dos enterócitos

na borda do intestino (Forte, 1999). Fonteles et al.(1998) demonstraram que

uroguanilina e guanilina possuem atividades natriuréticas, kaliuréticas e diuréticas no

rim perfundido isolado. Um fator natriurético intestinal foi postulado existir por Carey e

colegas, no sistema digestivo, como explicação para a natriurese que é acentuada após a

ingestão de sal. Reid (2002), descreve uma síndrome associada a deficiência de zinco,

caracterizada por ascite e que leva a uma desordem do transporte transepitelial,

correlacionando-a a um incremento na produção de uroguanilina.

Um terceiro peptídeo da família foi identificado e nomeado linfoguanilina,

por sua expressão em tecidos linfóides ( Forte,1999).

Yuge et al. em 2003, identificaram em salmões, três formas de peptídeos

do tipo guanilina. Baseados na seqüência do peptídeo maduro e locais de produção, eles

nomearam com sendo: guanilina, uroguanilina e renoguanilina. A renoguanilina foi

descrita como possuidora das características dos dois primeiros peptídeos, entretando

não se localiza nas células enterocromafins do intestino(como a guanilina), e sim nas

células produtoras de muco do intestino destes peixes.

Desde a descoberta da uroguanilina e linfoguanilina, tornou-se claro que a

guanilina pertence a família destes peptídeos. Através da ativação da guanilato-ciclase

C, a guanilina induz o aumento da concentração de GMPc, que medeia a fosforilação e

ativação do regulador de condutância transmembrana do canal de Cl¯ na fibrose

cística.(D’este et al., 2000).

Fan et al. (1997) evidenciaram a expressão de cópias de mRNA

codificando guanilina e uroguanilina em tecidos como o digestivo, renal, do sistema

nervoso central, reprodutor e linfóide. Estes achados sugerem que o transporte de íons

pode também ser regulado por GMPc como um mecanismo fisiológico presumível

nestes tecidos, criando um campo fértil para a pesquisa de outras funções celulares

diferentes das previamente documentadas no intestino e no rim.

3.1.2 Estrutura dos peptídeos guanilina

Os peptídeos da família guanilina podem ser classificados em três grupos

de acordo com o número de pontes dissulfeto contidas nas moléculas destes peptídeos.

Linfoguanilina tem somente uma ponte dissulfeto, guanilina e uroguanilina exibem duas

pontes ; a toxina STs possui três. Na guanilina e uroguanilina, as pontes são formadas

entre o primeiro e terceiro, e entre o segundo e quarto radicais cisteinil em cada

peptídeo (Forte, 2000).

Duas diferenças são observadas nas moléculas de guanilina e uroguanilina

(figura 1). Uroguanilina apresenta um par de aminoácido acídico na posição NH2 –

terminal e um resíduo interno de asparagina não encontrado na guanilina. Os

aminoácidos acídicos da uroguanilina contribuem para o amplo espectro de atividade

biológica do peptídeo sob condições fisiológicas moduladas e variações de pH na

superfície da mucosa intestinal. A asparagina faz uroguanilina e peptídeos ST muito

resistentes ao ataque de quimiotripsinas, enquanto guanilina é prontamente clivada e

inativada pelas enzimas(Forte, 1999).

Figura. 1. Subclasses da família de peptídeos biologicamente ativos guanilina. A classe

1 representa peptídeos com uma única ponte dissulfeto ( as linhas conectando o par de

cisteínas). Os peptídeos da classe 2 apresentam duas pontes dissulfeto e na classe 3, três

pontes dissulfeto intramoleculares. (Forte, 1999)

3.1.3 Precursores

Proguanilina e prouroguanilina são polipeptídeos secretados com pouca ou

nenhuma atividade biológica até sofrerem clivagem por enzimas conversoras que

liberam os peptídeos ativos para a interação com os receptores alvo GCs . Algumas

endoproteases como a quimiotripsina podem servir como enzima conversora para a

ativação da prouroguanilina em tecidos alvo. Os pro-peptídeos são removidos por

hidrólise da ligação peptídica entre os resíduos Ser-Val da preproguanilina e

preprouroguanilina. Os sítios de clivagem da preproguanilina no rato e no homem, são

os da ligação peptídica Gly-Val; os sítios para preprouroguanilina, são os resíduos Ser-

Val ( Forte, 1999).

3.1.4 Mecanismos Celulares e Moleculares

3.1.4.1 Receptores

Guanilina, uroguanilina e enterotoxinas(ST) da Escherichia coli se ligam e

ativam receptores guanilato-ciclase da membrana apical localizados no intestino, rim e

em outros epitélios (Fonteles,1998).

O primeiro receptor para peptídeos guanilina identificado no plano

molecular foi o GC-C. Conforme relatado por Forte (1999), GC-C é expresso em toda

mucosa gastrintestinal. Este autor demonstra claramente ser o mesmo um receptor alvo

para guanilina e uroguanilina secretadas no lúmen intestinal, bem como, em condições

patológicas para peptídeos ST secretados pelos micro-organismos indutores da diarréia.

Entretanto, mRNA de GC-C é pouco encontrado no rim e pode não participar na

sinalização do GMPc dentro das células alvo renais responsáveis pelas ações diuréticas

e natriuréticas da uroguanilina “in vivo”. Um receptor GC renal expresso em células de

rim de opossum (OK) foi identificado por clonagem molecular de cDNAs derivados de

células OK e córtex renal, codificando uma proteína de 1049 aminoácidos. A maior

diferença entre os receptores GC-C e OK-GC ocorre entre seus domínios de ligação,

com a proteína OK-GC exibindo 57-59% de identidade com as formas de GC-C

intestinal no rato, homem e suíno.

Schulz (1992) e Fan (1997), estudando a existência de guanilina nos

diversos tecidos dos mamíferos, observaram por meio de “Northern Analysis” e reação

de cadeia polimerase ou clonagem de DNA, a presença de GC-C no intestino, na

glândula adrenal, nas células epiteliais do pulmão, no cérebro, na mucosa olfatória e

traqueal.

3.1.4.2 Mecanismos Sinalizadores

A ligação de um peptídeo do tipo guanilina ou da enterotoxina ST com o

receptor GC-C acentua a produção e o acúmulo intracelular do segundo mensageiro

GMPc, que por sua vez influencia o estado de fosforilação e a atividade do canal de

cloreto (Cl¯) putativo da proteína reguladora de condutância transmembrana na fibrose

cística(CFTR), servindo como um mecanismo de efluxo para a secreção de Cl¯ na

mucosa intestinal. O efeito da ativação do receptor no intestino é estimular a secreção

transepitelial de Cl¯ e HCO¯3 , incrementando assim, a secreção de fluido e modulando

o pH intraluminal (Fan et al, 1997).

A CFTR serve como um canal para a passagem do cloreto através das

membranas apicais dos enterócitos secretores do mesmo. Esta proteína é ativada por

proteínas quinases GMPc dependentes (figura 2) (Forte et alli,1996). A proteína

quinase-II dependente de GMPc( PKG-II), muito abundante nas células BBM ao longo

do intestino delgado, parece ser um receptor chave para o GMPc no trato intestinal

superior. A ausência de genes codificando PKG-II resulta na perda de respostas

secretoras de fluido à E. coli ST. Outro receptor intracelular importante para o GMPc

tem sido postulado, a PKA-II, que parece também se ligar ao GMPc e é ativada por sua

alta concentração “in vivo”, e/ou uma AMPc fosfodiesterase (PDE) regulada por GMPc

(Forte et al,2000).

Figura 2. Modelo proposto para o mecanismo de transdução intracelular do GMPc para

células alvo de guanilina no epitélio (Forte et al.,2000)

As proteínas PKG-II, PKA-II e PDE reguladas por GMPc, estão também

presentes nos rins. Carrithers et al., em 2000, estudando a distribuição do receptor GC-C

nas porções do néfron de rato, observaram a expressão de RNAm de PKG-II por toda

essa estrutura renal.

Outro possível candidato canal funcional de Cl¯ no intestino delgado de

animais nocauteados para CFRT é ClC

-2

, um membro da crescente família ClC de

canais de Cl¯. A expressão do ClC

-2

proporciona um mecanismo de condutância

alternativo que pode ser regulado pela uroguanilina via GMPc in vivo (Forte,2000).

3.2 Líquido Céfalo-Raquidiano (LCR) e Sistema Nervoso Central (SNC)

3.2.1 Barreiras Encefálicas

As barreiras encefálicas podem ser conceituadas como sendo dispositivos

que impedem ou dificultam a passagem de substâncias do sangue para o tecido nervoso,

do sangue para o líquido céfalo raquidiano (LCR) ou do LCR para o tecido nervoso.

Poder-se-ia dizer, que são dispositivos que dificultam a troca de substâncias entre tecido

nervoso e os diversos compartimentos de líquido do sistema nervoso central. Machado

(1991) cita que a primeira noção de que os capilares do sistema nervoso central teriam

uma permeabilidade diferente dos demais foi verificada no início do século, quando por

meio de injeção de corantes vitais, como o azul de tripan, todos os órgãos se coravam,

exceto o cérebro. Porém, ao injetar-se o corante no líquor, havia coloração do tecido

nervoso cerebral. Observou-se também, que ao injetar-se toxina tetânica ou bile no

LCR, os sintomas de intoxicação eram dez vezes mais graves, que da substância tóxica

injetada no sangue. Dessa maneira surgiu o conceito de que qualquer substância que cai

no LCR já estaria em contato com o tecido nervoso, entretanto, hoje é sabido que

também existe uma barreira entre o líquor (LCR) e o tecido nervoso, a barreira líquor-

encefálica e outra entre o sangue e o líquor, barreira hemo-liquórica.

A barreira hematoencefálica(BHE) é composta de uma monocamada de

células endoteliais capilares cerebrais(figura 3) que se fundem juntas por “tight

junctions”.Sob condições fisiológicas normais, estas tight junctions formam uma

barreira celular contínua, quase impermeável, que previne o influxo passivo de uma

variedade de substâncias, com exceção de moléculas lipídicas menores. A ausência de

fenestrações, tráfico vesicular e pinocitose nos endotélios capilares cerebrais restringem

ainda mais o fluxo livre entre interstício e cérebro. As células endoteliais da BHE

contêm numerosos transportadores de membrana envolvidos no influxo e efluxo de

vários substratos essenciais como eletrólitos, nucleosídeos, aminoácidos e glicose. Em

adição a estes mecanismos carreadores, tem sido relatado transocitose de

macromoléculas para dentro e para fora do cérebro ou do LCR. As células endoteliais

da BHE também expressam numerosas enzimas metabólicas, tais como fosfatase

alcalina, peptidases, etc (Lee et allii,2001).

Figura 3 – Anatomia das interfaces hematoencefálica e hematoliquórica. A: a BHE é

formada por células endoteliais dos capilares cerebrais que estão justapostas pó “tight

junctions”. B: Capilares do plexo coróide (PC) são fenestrados e cercados por uma

membrana basal. Solutos que saem dos capilares coróides chegam ao espaço extracelular

que contem fibroblastos e colágeno e devem atravessar o PC antes de entrar no LCR. C: As

superfícies ventriculares são margeadas por células ciliadas ependimárias(E) ligadas por

“tight junctions”. Uma membrana basal está presente entre as células ependimárias e os

processos astrocisticos. Solutos do LCR podem atravessar ou passar entre as células

ependimárias para entrar no fluido extracelular cerebral (ECP). D: Margem das superfícies

cerebrais, o LCR filtra-se através espaço subaracnóide ( contendo colágeno e a pia-máter) e

vem em contato com os limites da glia(que consiste de processos astrocísticos achatados) O

LCR pode fazer trocas com o fluido extracelular cerebral atravessando ou por entre os

processos gliais(Lee et al.,2001)

3.2.2 Plexo Coróide (PC)

A barreira hemo-liquórica desempenha um papel vital na seletividade e

permeabilidade das membranas do plexo coróide (figura 4) para vários nutrientes e

xenobióticos . Lee et allii(2001) caracterizam o plexo coróide como um órgão altamente

vascularizado em forma de folha que se estende para dentro dos ventrículos. Fisherman

(1980) caracteriza sua formação como resultado da invaginação do epêndima para

dentro das cavidades ventriculares por células sangüineas da pia mater.

Estudos concernentes a composição do LCR datam da primeira metade do

século 20. Houve muito interesse sobre aspectos como o seu volume, local de formação,

composição iônica, equilíbrio ácido-básico e o papel na regulação de várias funções

autonômicas. O LCR seria mais que a “urina” do cérebro e teria funções significantes

além do papel de filtrado (Kazemi et al.,1986).

O papel primário do plexo coróide é produzir e manter a composição

homeostática do LCR(Lee,2001). Fisherman (1980) cita a enzima sódio-potássio

ATPase como tendo função na formação do fluido ventricular. A secreção de fluido

coroidal é dependente do transporte ativo de sódio via bomba de sódio, que está

presente provavelmente tanto na superfície apical, quanto nas fendas intercelulares.

Chobdobski et al.(2001) cita que o LCR é gerado predominantemente pelo tecido

coroidal, porém, 10-30% são de origem extracoroidal, e representados pelo volume de

fluxo do fluido intersticial do parênquima para dentro dos ventrículos e espaço

subaracnóide.

Figura 4 – Figura esquemática representando o sistema plexo coróide(PC) – LCR

(Chodobski et al., 2001)

O epêndima margeando as paredes ventriculares não é uma população de

células homogêneas. Existem diferentes tipos de células ependimares, margeando

regiões distintas do sistema ventricular, sendo que células ependimais cubóides ciliares

são as mais abundantes (Pérez-Fígares et al, 2001).

O transporte eletricamente neutro de Na+ e Cl¯ tem sido demonstrado em

muitos tecidos dentro do SNC. Estudos usando inibidores de furosamida e bumetamida

têm proporcionado evidências para este modo de transporte iônico dos capilares

cerebrais e do plexo coróide e a produção de LCR. O transporte de Na+ acoplado ao Cl¯

pode ser um dos meios de regulação da composição iônica e, portanto, do equilíbrio

ácido-básico do LCR (Kazemi at al.,1986). Pritchard et al. em 1999, citam que nos rins

está bem estabelecido que drogas aniônicas e outros xenobióticos são ativamente

transportados do sangue para a urina e que outros epitélios também são capazes de fazer

o transporte ativo de ânions orgânicos, destes o plexo coróide é particularmente

importante. O transporte de ânions orgânicos como um mecanismo de clearence do

LCR foi convincentemente demonstrado por Pappenheimer et al. (1961), os quais

sugeriram que o plexo coróide poderia ser o local de transporte, através da observação

de que a cultura de epitélio do plexo coróide formava sacos nos quais os componentes

se concentravam (Angeletti, 1997). A presença de mecanismos de transporte, isto é,

transportadores no plexo coróide levaram a sugestão de Friedheim et al. em 1983, de

que o plexo coróide era o rim do sistema nervoso central (figura 5).

Rim

San

Urina

Plexo Coróide

San

LCR

Figura 5 –Diagrama demonstrando os mecanismos de transporte intracelulares renal e

coroidal (Pritchard, 199)

3.2.3 Compartimentos anatômicos do LCR

Em vertebrados superiores, o CSF circula através de um compartimento interno

(ventrículos e canais comunicantes) e de um externo (espaço subaracnóide). Além

disso, estes compartimentos se comunicam abertamente com o fluido intercelular

cerebral. O sistema ventricular dos mamíferos consiste de quatro cavidades

interconectadas (figura 6), nomeadas como os dois ventrículos laterais que se abrem,

através do forame de Monro interventricular, adentrando o terceiro ventrículo. O

terceiro ventrículo se comunica com o quarto ventrículo através do arqueduto de

Silvius. O quarto ventrículo se abre na cisterna magna do espaço subaracnoide e no

canal central da medula espinhal (Pérez- Fígares, 2001).

Figura 6. Compartimentos de LCR e sua relação com o cérebro(Kazemi et alli.,1986)

No rato, métodos para acesso ventricular desenvolvidos no passado são

apropriados para a retirada de LCR, bem como, para a administração de substâncias. O

aparelho estereotáxico é útil para permitir acesso anatomicamente seguro aos espaços

contendo LCR (Krinke et al.2000).

3.3 Canais Iônicos

Neurônios e células musculares são excitáveis, ou seja, são capazes de

autogerar impulsos eletroquímicos e, em alguns casos, usar esses impulsos para a

transmissão de sinais ao longo de suas membranas. A membrana neuronal funciona

como uma barreira com permeabilidade seletiva entre o espaço intracelular e

extracelular e, em repouso, a membrana é eletricamente polarizada, ou seja, apresenta

uma diferença de potencial entre seus dois lados. A polarização da membrana é

conseqüência do fluxo iônico através dos canais transmembrana, que abrem e fecham

dependendo da voltagem intra e extracelular(Guyton, 1989; Kandel et al., 1995).

Canais iônicos são compostos por proteínas transmembrana, pelos quais

determinados íons podem passar para o interior ou exterior da célula. Existem canais

iônicos que possuem um “portão”(gated), também chamados de canais regulados, e

canais que não o possuem(non-gated), ou canais de repouso. O fluxo passivo de íons

pelos canais sem portão é regulado pela concentração de íons no meio intra e

extracelular e pela bomba ativa de sódio e potássio. O fluxo iônico através dos canais

com portão é regulado por mecanismos moleculares complexos que variam de acordo

com a composição genética de cada subunidade do canal. Essa é uma das bases

moleculares que explica os diferentes padrões de compotamento “especializado” dos

neurônios (Montenegro et al.,2001).

3.4 Canais de Cloreto

Baljit et alli.(1999), em seu trabalho sobre a seletividade em canais

iônicos, demonstra que células excitáveis têm um rico repertório de canais regulados

dinamicamente, e esta riqueza e plasticidade permite a elas usar os canais de acordo

com suas necessidades. Canais aniônicos são poros de proteína nas membranas

biológicas que permitem a difusão passiva de íons negativamente carregados ao longo

de seu gradiente eletroquímico (Jentsch et al.,2001). Embora estes canais possam

conduzir outros ânions melhor que o cloreto(Cl¯), o ânion predominante do meio

extracelular é o cloreto, sendo que vários transportadores e canais participam no

processo de translocação deste íon através das membranas celulares plasmáticas e das

membranas de organelas intracelulares (Waldegger et alli, 2000).

Jentsch et al.(2001), relata que canais de cloreto estão envolvidos em

muitos processos fisiológicos desde a regulação do volume celular e acidificação de

vesículas intracelulares até mecanismos intracelulares mais especializados tais como,

transporte transepitelial vetorial e regulação da excitabilidade celular. Estudos com

“patch-clamp” têm revelado uma variedade de canais iônicos que diferem na sua

condutância individual, seletividade de ânions e nos mecanismos de regulação. Eles

podem ser classificados também pela sua localização (membrana plasmática ou

vesicular).

Canais de Cl¯ desempenham um papel crucial no controle da composição

iônica do citoplasma, o pH é regulado através das trocas de Na+/ H+ e das trocas de

Na+HCO¯3/H+Cl¯ que necessitam de um desvio paralelo de Cl¯ para a reciclagem do

cloreto. Em adição, algumas células também usam próton-ATPases. A regulação do

volume das células, é feito em face da hipotonicidade externa, envolvendo abertura de

canais de K+ e Cl¯ ativados por volume, resultando no efluxo de sal em rede. Canais de

cloreto realizam o transporte de sal e fluido através de muitos epitélios, como nos

pulmões, células acinares de várias glândulas e intestino, onde as células apicais

secretam ativamente Cl¯. Na alça de Henle também existe um mecanismo de transporte

de Cl¯(Jentsch et allii.,2001).

Outra importante função destes canais é a regulação da excitabilidade da

membrana elétrica, o que em se tratando de canais de Cl¯ faz-se óbvia em músculos

esqueléticos. A perda da função do canal nestes músculos leva a miotonia, uma

hiperexcitabilidade muscular intensa. Existem diversas enfermidades clínicas em que a

miotonia é manifestação importante (como a doença de Thompsen) que fazem parte de

um grupo de doenças catalogadas como canalopatias, entre elas poderiam ser destacadas

a epilepsia e a enxaqueca. Nas células do músculo liso, a abertura de canais de Cl¯ leva

a uma despolarização forte o bastante para causar influxo de Ca+ através dos canais de

Ca+ ativados por voltagem; isso pode ter importância para a resposta da resistência

vascular ao estresse mecânico ou para reguladores de vasoconstrição tais como a

norepinefrina (Jentsch, 2001).

Fahlke (2001) estudando a permeabilidade e a seletividade de canais de

cloreto dependentes de voltagem cita as dificuldades de se estudar em preparações

nativas. A clonagem molecular e a subseqüente expressão de heterólogos foi o que

contribuiu grandemente na investigação das classes de canais iônicos, e isto foi

pioneiramente realizado por Jentsch e colegas em 1990, quando descobriram uma

família de canais de Cl¯, a família ClC de canais de cloro com nove membros nos

mamíferos (Jentsch,2002). Até hoje, somente três classes estruturais distintas de canais

de cloreto foram identificadas: canais de cloreto ativados por ligantes (GabaA e

receptores de glicina), o regulador de condutância transmembrana da fibrose cística

(CFRT) (um membro da família de proteínas transportadoras ATP ligantes), e a família

ClC de canais de cloreto (Waldegger et al.,2000) .Jentsch et allii.(2002) citam ainda os

canais de cloreto ativados pelo volume, os canais de cloreto ativados por cálcio e a

família do gene p64 de canais de cloreto presumivelmente intracelulares.

3.4.1 Canais de Cloreto ativados por ligantes

Neurotransmissão inibidora rápida no sistema nervoso central de mamíferos

é mediada pelos neurotransmissores GABA e glicina. Sua ,ligação aos receptores abre

canais aniônicos intrínsecos, sendo que no sistema nervoso central dos adultos, a

maioria conduz ao influxo de Cl¯, o qual hiperpolariza o neurônio, inibindo assim a

atividade neuronal (Jentsch, 2001). Mihic & Harris (1997), em um artigo de revisão,

relatam que quando as moléculas de GABA se ligam aos receptores ativando-os, abrem

o canal de cloreto temporariamente e permitem a passagem de moléculas

negativamente carregadas, tais como o íon Cl¯, passando do meio exterior para o

interior celular. Este fluxo iônico faz com que a excitabilidade celular reduza. Existem

três subtipos básicos de receptores GABA , GABA-a, GABA-b e GABA-c. GABA-a é

o que mais prevalece no cérebro de mamíferos. O receptor GABA-a é similar ao

receptor de nicotínico que é relatado como um canal iônico. As classes A e C destes

receptores são ligantes de canais de cloreto, enquanto classe B ativa outros canais via

proteína G. Estes receptores possuem sítios de ligação para drogas anti-epilépticas,

sedativos e anestésicos.

3.4.2 Regulador de condutância transmembrana da fibrose cística(CFRT)

O primeiro canal aniônico a ser identificado por clonagem de posição foi o

CFRT. Ele surgiu através da busca pelo “lócus” da fibrose cística (FC) em 1989

(Jentsch et al.,2001). A FC é uma doença genética fatal que afeta primariamente a

população caucasiana, embora casos tenham sido reportados em outros grupos étnicos;

ela é de uma etiologia complexa, mas é, sobretudo, uma condição que afeta o transporte

epitelial e se caracteriza por defeitos na secreção de fluidos de vários epitélios,

incluindo glândulas sudoríparas, pâncreas exócrino e vias pulmonares (Fuller et alli,

1992). Ela resulta de mutações em um único gene que codifica uma grande proteína de

membrana, o CFRT, que é expresso em múltiplos tecidos de origem epitelial, onde

desempenha várias funções presumíveis, sendo a mais conhecida delas, a formação de

um mecanismo de transporte de Cl¯. Nestes tecidos, CFRT forma um canal de Cl¯ que é

responsável por estabelecer o movimento transcelular apropriado de sal e água para

dentro dos espaços luminais. Ele se encontra dentro da superfamília de proteínas

transportadoras ABC (McCarty, 2000).

Em alguns epitélios como no cólon, o CFRT pode ser responsável por toda

condutância apical de cloreto (Jentsch, 2002). O CFRT age tanto como canal de cloreto,

quanto como regulador do transporte epitelial interagindo com Na

, Cl¯, canal de K+

renal e co-transportadores. Ele parece participar da regulação dos canais iônicos

sensíveis a ácido (ASICs) identificados imuno-histoquimicamente e funcionalmente em

cérebros de rato, camundongo e homem (Hong-Long et allii., 2002).

3.4.3 A família CLC de canais de cloreto

A família ClC de canais de cloreto compreende nove membros (figura 7)

em mamíferos que diferem em relação às suas propriedades biofísicas, aos

compartimentos celulares e à distribuição nos tecidos. A primeira clonagem de uma

canal ClC ocorreu do órgão elétrico da arraia marinha Torpedo marmorata e foi crucial

para a descoberta dos genes desta grande família. A estrutura destes canais não mostra

qualquer homologia com outros canais iônicos e nem guarda semelhanças com canais

de cloreto ativados por ligante ou CFRT(Waldegger et al.2000)

Figura 7 - Classificação das diversas famílias ClC (Jentsch,2002).

CANAIS DE CLORETO

ClC-0

ClC-1

ClC-2

ClC-Ka

ClC-Kb

ClC-3

ClC-4

ClC-5

ClC-6

ClC-7

EXPRESSÃO FUNÇÃO DOENÇA CAMUNDONGO

NOCAUTEADO

músculos estabilização miotonia miotonia

Esqueléticos membranas congênita congênita

Geral volume? Transporte ? degeneração

transepitelial?ph? testicular e da retina

rins, ouvido transporte ? Diabetes insipidus

interno transepitelial nefrogênica

rins, ouvido transporte síndrome de -

interno transepitelial Bartter (BSND)

geral, cérebro, acidificação de ? degeneração do

rim, fígado endossomas hipocampo e retina

geral, cérebro ? ? ?

músculo

rim, intestino, acidificação de doença de defeito na endocitose

fígado endossomas Dent renal

geral ? ? ?

Geral acidificação de osteopetrose osteopetrose

endossomas

No sistema nervoso central, o canal ClC-2 é abundantemente expresso em

células piramidais do hipocampo e em células de Purkinje do cerebelo e menos expresso

em outros neurônios e glia. Ele pode ser ativado por hiperpolarização, por volume

celular e por acidificação extracelular. A seqüência de seletividade por halogênios do

ClC-2 é Cl¯ > Br¯ > I¯ . Ele é inibido inespecificamente por Cd²+ e Zn²+. Correntes de

Cl¯ ativadas por hiperpolarização tem sido observadas em vários tecidos e células do

SNC, incluindo neurônios, glia e células epiteliais do plexo coróide (Jentsch, 2002).

Schmidt-Rose et al.(1997) cita que ClC-2 pode desempenhar papéis no

controle do volume celular e na concentração de cloreto intracelular, o que seria

importante para a transmissão sináptica em certos neurônios. Gyömörey et allii (2000),

estudando os canais ClC-2 no intestino de camundongos, relata que este canal de cloreto

não CFRT contribui para a secreção de cloreto ativada pelo volume em íleo de

camundongo. Gründer et allii.(1992) propuseram que canais ClC-2 possuem um papel

na resposta celular ao volume e estímulo osmótico. Staley et allii.(1996) cita que este

canal pode ser co-optado para modulação da excitabilidade elétrica em alguns

neurônios. Wills et al.(2001) em um trabalho de revisão sobre ClC, relatam que o ClC-2

está presente na maioria das células que expressam o canal CFRT e pode ser

considerado como uma opção para correção do mal funcionamento do transporte de

cloreto em epitélios afetados pela fibrose cística. Também é citada a possível função de

modulação da excitabilidade da membrana nos neurônios. Speake at al. (2002),

estudando camundongos nocauteados para o ClC-2, verificaram que correntes

retificadoras da condutância de ânions para o interior das células do plexo coróide

persistem nestes animais, propondo que possivelmente haveria um outro canal

responsável por esta função.

Debska et alliin (2001) cita na família P64 encontrada em muitas

membranas intracelulares, canais agindo em conformação com bombas próton

eletrogênicas, regulando o pH no interior das vesículas, expressos por “Northern

analysis”, abundantemente no cérebro e retina, com alto nível de expressão no sistema

límbico da formação hipocampal, amygdala, hipotálamo e septum.

3.5 Conceitos básicos sobre o EEG

A eletroencefalografia é a ciência que estuda a atividade elétrica do

cérebro. Os registros da atividade elétrica cerebral são obtidos por meio de eletrodos

localizados superficialmente na cabeça (Chatrian et al., 1974). O eletroencefalógrafo

clínico correlaciona as funções do SNC, bem como as definições e doenças com certos

padrões do EEG sobre uma base empírica (Niedermeyer, 1999).

Caton em 1875, trabalhando com macacos e coelhos, foi o primeiro a

usar o EEG como identificador da atividade sensorial do cérebro. Ele analisou a

atividade neurológica diretamente no cérebro destes animais enquanto estes recebiam

estimulação visual. Ele verificou que a zona occipital do encéfalo respondia sempre que

uma luz passava em fronte dos olhos dos animais. A eletroencelografia entrou na prática

clínica depois que Adrian e Mathews demonstraram, em 1934, a veracidade dos

registros e trabalhos de Berger. A Berger, portanto, corresponde a paternidade do

método e sua aplicação clínica (apresentada em 1924). Entre os pioneiros da aplicação

da eletroencefalografia clínica destacam-se no estudo das epilepsias os nomes de Gibbs,

Davis e Lennox, assim como o de Walter na localização de tumores

intracranianos(Silveira, 2002).

Os neurônios têm a habilidade de se comunicar de forma extremamente

rápida e precisa, por longos trajetos. Em média, um neurônio forma mil sinapses e

recebe mais de 10 mil conexões. Os principais geradores elétricos cerebrais são os

neurônios piramidais, posicionados em forma de paliçada predominante nas camadas

corticais III e V, de forma paralela a superfície do escalpo. Durante o EEG, os eletrodos

no escalpo registram a atividade elétrica extracelular de um grupo de neurônios

corticais, que são potenciais de campo na zona dendrítica e potenciais de polarização

oposta na zona dos corpos celulares, produzindo um dipolo. A atividade elétrica

cerebral é espontânea e contínua, podendo ser evidenciada durante a vigília, o sono, a

anestesia e o coma, cessando apenas nos estados extremos de anoxia cerebral. É captada

sobre o couro cabeludo, base do crânio, sobre o cérebro exposto ou na profundidade do

mesmo (Montenegro et al. 2001).

Neurônios marca-passos distribuídos pelo tálamo oscilam

sincronicamente no espectro de freqüência alfa (7.5 – 12.5 Hz), estes produzem o ritmo

alfa, o qual domina o EEG de uma pessoa normal alerta em repouso. O núcleo reticular

pode hiperpolarizar as membranas celulares de neurônios talâmicos pela liberação de

GABA, diminuindo o ritmo alfa dominante, passando ao espectro teta, mais lento (3.5 –

7.5 Hz), e diminuindo a produtividade sensorial para o córtex. A atividade teta também

pode ser gerada pelo sistema límbico, possivelmente por células marca-passo teta no

núcleo do septo, o qual pode ser inibido pelas influências entorrinais e hipocampais.

Acredita-se que a lenta atividade delta (1.5 – 3.5 Hz) é originada em neurônios

oscilatórios de camadas corticais profundas no tálamo, inibidas normalmente pela

entrada de ascendentes reticulares ativando o sistema de meio cérebro. A atividade delta

pode refletir a hiperpolarização de neurônios corticais resultando em desdiferenciação

da atividade neural. A atividade da banda beta (12.5 – 20 Hz) parece refletir transações

córtico-corticais e tálamo-corticais relacionadas ao processamento da informação

específica. A atividade da banda gama (25 – 50 Hz) pode refletir circuitos

reverberatórios córtico- tálamo-corticais, bem como propagação antiga de descargas

axonais para os dendritos de células piramidais corticais, que podem desempenhar

importante papel na percepção (John, 2002).

O EEG denota variação da voltagem no tempo. A voltagem registrada

determina a amplitude da onda, e uma escala é necessária no traçado. A medida de

voltagem de cada onda é ineficaz, sem finalidade prática e sujeita a erros. Geralmente a

amplitude é considerada baixa, média ou alta, após uma avaliação geral do traçado.

Amplitudes altas são frequentes em crianças, durante a hiperpnéia, e em ritmos de

frequência inferior a 13Hz. Amplitudes baixas são registradas em situações de

ansiedade, dor, e por vezes lesões cerebrais importantes. A interpretação dos achados na

variação de amplitude é muito importante devido ao grande número de situações que

podem acarretar tal variações. As anormalidades paroxísticas do EEG podem ser ictais

ou interictais. Costumam se iniciar por alterações na frequência do traçado, denotando

que um novo evento eletrofisiológico está ocorrendo. A alteração de frequência pode

ocorrer também com alteração da amplitude das ondas, por rápidas quedas ou

incrementos de voltagem. Vale ressaltar que descargas paroxísitcas no EEG são

indicadores de um desvio do comportamento neuronal que pode ou não estar

relacionado a crises epilépticas.

Figura 8. Representação esquemática do sistema homeostático que regula os

parâmetros definindo o estado basal da atividade elétrica cerebral (John, 2002).

No esquema da figura 8 vemos uma hipótese que demonstra um complexo de

interações relevantes para a consciência. Assumindo-se que um indivíduo esteja

sonolento, com diminuição na atividade do sistema de ativação reticular ascendente,

o EEG é dominado por lentas ondas delta e teta, refletindo a inibição do tálamo por

núcleos reticulares e conseqüente diminuição da entrada de sinais para o córtex. A

ativação da formação reticular mesencefálica e do núcleo do relé talâmico por um

rápido aumento do estímulo ambiental resulta em inibição do núcleo reticular via

colateral por um mediador colinérgico ou serotoninérgico, liberando assim, as células

talâmicas da inibição pelo núcleo reticular. A atividade dominante do espectro de

força do EEG torna-se mais rápida, com o retorno da atividade alfa. O fluxo de

informação aumentado do tálamo para o córtex é facilitado, resultando em interações

córtico-corticais refletidas pelo aumento da atividade beta. A detecção coincidente

por células piramidais, comparando esta entrada exógena com a saída de impulsos

elétricos da atividade endógena, ativa “loops” córtico-talâmicos gerando atividade

gama e mediando a percepção da informação sensorial (John, 2002).

4 MATERIAL E MÉTODOS

4.1 Animais de laboratório utilizados

Ratos Wistar machos sadios, pesando entre 220-270 gramas, provenientes

do Biotério Central da UFC, foram mantidos em jejum durante vinte e quatro horas

antes dos procedimentos experimentais, com livre acesso à água. O anestésico utilizado

foi uma mistura de quetamina(100mg/kg I.P.) e xilazina (50mg/kg I.M.) (Virbac-

Brasil).

4.2 Avaliação eletrofisiológica: eletroencefalograma e eletrocardiograma

Para avaliar qualitativamente os padrões eletroencefalográficos e

eletrocardiográficos, como o aparecimento de pontas e a amplitude absoluta média, foi

feita uma monitorização dos grupos controle e tratamento por infusão intracisternal de

guanilina e uroguanilina, considerando-se subgrupos antes, durante e após a infusão das

drogas.

O EEG reflete mudanças instantâneas no estado da atividade do SNC e

assim indica primariamente o estado de despertar, anestesia ou atividade excitatória

caracterizada por spikes(pontas) e fusos(Krinke,2000).

Usou-se o sistema EMSA®, formado por um pré-amplificador,

amplificador e conversor analógico digital, além de um microcomputador compatível

com a marca IBM. Para o estudo da atividade espectral e da amplitude absoluta média

das diversas faixas de freqüência do eletroencefalograma foi usado o “software”

Braintech®.O programa Braintech faz a análise matemática do sinal e informa os

resultados através de gráficos, mapas, tabelas, etc.

PAINEL DE ELETRODOS

AMPLIFICADORES

INTERFACE

COMPUTADOR

PESSOAL

DISPOSITIVO DE

TRANSMISSÃO DE DADOS

220V

FORÇA

REFERÊNCIA

Figura 9. - Sistema de captação, análise e armazenamento dos sinais

eletroencefalográficos e eletrocardiográficos. Este sistema originalmente é utilizado

para realização de EEG digital em pacientes humanos. Foi adaptado para uso em

animais, com utilização de um menor número de eletrodo (dez) (Cardoso do Vale,

2000).

4.3 Cirurgia estereotáxica

O procedimento cirúrgico com o objetivo da implantação de uma cânula-

guia no cérebro, para infusão da guanilina e uroguanilina, foi realizado através de

estereotaxia, sendo a técnica de abordagem da cisterna magna feita de acordo com o

método proposto por Consiglio & Lucion (2000) destinado à coleta de líquido céfalo-

raquidiano.

Os pontos de referência externos utilizados para localizar núcleos e regiões

cerebrais no rato tomam por base certas características cranianas, como por exemplo os

pontos de intersecção entre os ossos, isto é, encontro de suturas ósseas; três pontos de

referência usados são o bregma, o lambda e a linha interaural.

O aparelho estereotáxico se constitui de uma estrutura metálica formada

por um fixador de cabeça, uma torre estereotáxica (o que possibilita a localização das

coordenadas desejadas) e um suporte para acoplamento de microseringas. O animal tem

sua cabeça imobilizada no aparelho através de duas barras auriculares introduzidas no

meato auditivo externo e uma barra que fixa os dentes incisivos (Campos &

Renault,1999).

Além do aparelho estereotáxico, (figura 10), utilizou-se em cada cirurgia,

uma cânula guia de metal medindo aproximadamente 16mm de comprimento e 0,6mm

de diâmetro (agulha B-D cortada 27 G), dois parafusos “âncoras” de aço inoxidável

(parafusos para ótica) para fixação da cânula guia e acrílico dental autopolimerizável

(B-D São Paulo).

Após a anestesia, os animais experimentais foram tricotomizados e

posicionados no aparelho, a pele foi desinfetada, excisada e rebatida. Os animais

sofreram uma incisão na região superior do crânio de aproximadamente 2 cm de

comprimento, sendo em seguida retirado o periósteo. Para uma boa fixação da cânula

guia, foram implantados os dois parafusos próximos ao bregma (figuras 11 e 12)

utilizando-se uma broca odontológica para perfurar dois orifícios no osso e uma

pequena chave de fenda para o encaixe das duas “âncoras”. A cânula guia, colocada em

uma haste de aço, presa à torre estereotáxica, foi posicionada em direção ao bregma

(figura 11). Os parâmetros estereotáxicos para a canulação da cisterna magna do rato

foram: Antero posterior(AP) = -2,7 mm (posterior a linha inter-aural); vertical (V) = -

6,2 (abaixo da dura-mater); lateral (L) = 0; ângulo (θ = 31°); incisivo superior = - 3,2

mm sob a linha inter-aural.

Quando o estereotáxico foi inclinado (θ =31°) sobre o ponto (AP) = - 2,7

mm, a ponta da cânula foi deslocada do ponto AP original. Assim moveu-se acima da

linha anterior- posterior de modo a atingir o alvo previsto. Depois da introdução da

cânula guia, a mesma e os parafusos foram fixados com o acrílico autopolimerizável

deixando exposta uma porção de aproximadamente 0,5cm da porção superior da cânula-

guia (figuras 13 e 14).

Figura 10: Aparelho Estereotáxico

Figura 11: Suturas ósseas; A, B e C pontos para implantação de parafusos; D – linha

interaural

Figura 12 – Exposição do tecido ósseo (a) e colocação dos parafusos com auxílio de

uma broca odontológica(b)

Figura 13 - Colocação da cânula-guia em direção à cisterna magna

Figura 14: Rato wistar não anestesiado com cânula-guia implantada na cisterna magna

4.4 Coleta de Líquido Céfalo-Raquidiano (LCR)

Passados dois a três dias após a cirurgia para a implantação das cânulas

guia, procedeu-se a tentativa de coleta de líquido céfalo-raquidiano por meio de um

escalpe (tamanho 25x8, marca B-D) acoplado a uma seringa de 1ml. Para este

procedimento, que confirma se a cânula foi corretamente implantada em direção a

cisterna magna, os animais não necessitam estar anestesiados. Com a inserção da

agulha do escalpe dentro da cânula guia, é possível verificar um aumento da resistência

devido ao parênquima cerebelar e demais estruturas da cisterna magna e posteriormente

um decréscimo da resistência é sentido quando a agulha do escalpe penetra na cisterna

magna, surgindo um líquido transparente, o LCR.

4.5 Cisternografia

Para atestar a eficácia do procedimento cirúrgico de implantação da cânula,

realizou-se uma radiografia (figura 14) utilizando-se contraste iodado(100μl), sendo

este injetado na cânula-guia(cisternografia). Um grupo de ratos, n=5, sofreu este

procedimento radiográfico, os animais foram posicionados ventralmente durante a

infusão do contraste, e para as radiografias eles foram mantidos em posição lateral. A

infusão foi feita através de uma seringa acoplada à cânula-guia e a cisternografia

sucedeu-se após 5 minutos. Este método permitiu a visualização do contraste

distribuindo-se através da cisterna magna para o espaço sub-aracnóide e cavidades

ventriculares dos animais.

Figura 15. Cisternografia. Radiografia A: Contraste não se distribuiu pela canal

medular do rato; Radiografia B: Contraste se distribuiu pela medula espinhal.

4.6 Infusão de Guanilina e Uroguanilina

A infusão intracisternal de guanilina e uroguanilina foi realizada sob

monitorarização eletoencefalográfica e eletrocardiográfica. Os animais foram divididos

em grupos: o controle no qual foi infundido 100µl de salina na cisterna magna, o grupo

guanilina, dois grupos uroguanilina, o grupo com ácido niflûmico e o último grupo com

nedocromil sódico.

Usou-se uma bomba de infusão (Hamburg) na velocidade de 150µl/ 30

minutos acoplada a um escalpe cuja cânula permaneceu inserida na cânula guia,

atingindo a cisterna magna. Foram gravados os registros eletoencefalográficos

realizados antes, durante (aproximadamente 30 minutos) e após a infusão das drogas.

4.7 Bloqueadores

Com o objetivo de se investigar o mecanismo de ação, realizou-se a

infusão (pré-tratamento) intracisternal de duas drogas que apresentam possíveis

propriedades inibitórias sobre os canais de Cl¯, sendo elas: o ácido niflûmico e o

nedocromil sódico.

4.8 Análise Estatística

Os dados brutos foram analisados para diferenças estatisticamente significativas por

testes paramétricos. As amplitudes das amplitudes médias absolutas dos diversos

espectros de onda (µV) e das pontas, além da média do número de pontas, foram

comparados com seus respectivos controles internos pelo teste t de student pareado

bicaudal com significância estabelecida quando a probabilidade de ocorrência da

hipótese nula for menor que 5%.

Quando conveniente, para analisar dose-dependência e diferenças entre

grupos, foi utilizada a análise de variância “one way” ANOVA seguido do teste de

contraste de Tukey com confiança de 95%.

5. RESULTADOS

5.1 Efeito da guanilina sobre a amplitude absoluta média dos espectros alfa e teta e

sobre o número de pontas por minuto encontradas no EEG

As tabelas 1 e 2 demonstram os valores das amplitudes médias nos espectros de

freqüência alfa e teta do EEG obtidos a partir da avaliação quantitativa do grupo

controle guanilina (antes da infusão), do grupo durante a infusão e após a infusão. A

tabela 3 demonstra o número de pontas por minuto obtidos do EEG da região frontal

nos três momentos da infusão (antes, durante e após) em ratos anestesiados.

Tabela 1- Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de cinco animais

submetidos a infusão intracisternal de guanilina (2μl/µg/min) em três momentos: antes,

durante e após a infusão. Os valores são expressos em µV (microvolts).

ANTES DURANTE APÓS

F3 F4 F3 F4 F3 F4

R1 150,0 110,870 163,040 123,040 156,520 130,430

R2 156,52 150,000 176,090 156,520 143,480 130,430

R3 163,4 163,040 195,650 176,080 182,600 176,080

R4 117,39 78,260 176,090 91,300 169,560 78,260

R5 182,61 97,830 163,040 91,300 143,750 280,430

Tabela 2- Amplitude absoluta média do espectro teta do EEG de cinco animais

submetidos a infusão intracisternal de guanilina (2μ/µg/min) em três momentos: antes,

durante e após a infusão. Os valores são expressos em μV(microvolts).

ANTES DURANTE APÓS

F3 F4 F3 F4 F3 F4

R1 211,20 160,90 201,00 159,80 234,30 209,20

R2 206,10 148,30 248,30 166,40 171,60 156,10

R3 224,50 196,90 272,80 237,20 273,00 240,00

R4 162,10 106,10 193,60 129,50 177,20 102,30

R5 211,40 112,80 205,30 110,10 171,80 416,80

Tabela 3- Número de pontas por minuto observadas no EEG da região frontal antes,

durante e após a infusão de guanilina (2μ/µg/min) em cinco animais.

ANTES

DURANTE

APÓS

R1 74,130

58,280

79,620

R2 62,400 67,450 70,960

R3 80,010 142,200 167,200

R4 57,140 64,070 52,850

R5 80,000 64,630 72,100

Observa-se na figura 16 as amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa

do EEG de cinco animais antes, durante e após a infusão intracisternal de guanilina na

dose 2μg/µg/min. As amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa do EEG nas

regiões frontais esquerda (F3) e direita (F4), estão demonstradas na figura 17: antes(f3a e

f4a), durante (f3d e f4d) e após (f3ap e f4ap); em cinco animais submetidos a infusão

intracisternal de guanilina (2μg/µg/min). Na Figura 18 vemos as amplitudes absolutas

médias (µV) do espectro teta do EEG de cinco animais submetidos a infusão

intracisternal de guanilina (2μg/µg/min) em três momentos: antes, durante e após a

infusão.

Amplitude Absoluta Média espectro alfa

f3/f4 alpha antes

f3/f4 alpha durante

f3/f4 alpha após

12345

100

200

300

animais

µV

Figura 16 – Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa do EEG de cinco

animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina (2μg/µg/min) em três momentos:

antes, durante e após a infusão.

Amplitudes Absolutas médias

nas regiões frontais esquerda

e direita

f3a f3d f3ap f4a f4d f4ap

100

150

200

frontal esquerdo frontal direito

Amplitude (

Figura 17 - Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro alfa do EEG nas regiões

frontais esquerda (F3) e direita (F4), antes(f3a e f4a), durante (f3d e f4d) e após (f3ap e

f4ap); em cinco animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina (2μg/µg/min).

Amplitude Absoluta Média espectro teta

f3/f4 teta antes

f3/f4teta durante

f3/f4 teta após

12345

100

200

300

400

500

animais

Amplitude (µV)

Figura 18 - Amplitudes absolutas médias (µV) do espectro teta do EEG de cinco

animais submetidos a infusão intracisternal de guanilina (2μg/µg/min) em três

momentos: antes, durante e após a infusão.

O número de pontas por minuto observadas no EEG da região frontal está

demonstrado na figura 19 em três momentos: antes, durante e após a infusão de

guanilina (2μ/µg/min) em cinco animais.

Número de pontas guanilina

antes

durante

após

12345

100

200

animais

número de pontas

Figura 19 – Número de pontas por minuto observadas no EEG da região frontal antes,

durante e após a infusão de guanilina (2μ/µg/min) em cinco animais.

Nos resultados com a guanilina (2μ/µg/min), não foram verificadas

diferenças estatisticamente significativas quanto à amplitude absoluta média

nos espectros de freqüência alfa e teta. Na análise do número de pontas por

minuto observamos uma tendência de aumento no número de pontas por

minuto durante e após a infusão, sem significação estatística.

Vemos na tabela 4 o número de pontas por minutos presentes no EEG de seis

animais que receberam a dose de 2μ/µg/min de uroguanilina intracisternal.

O número de pontas por minuto no EEG de cinco animais é demonstrado na

tabela 5 na dose de 6μ/µg/min de uroguanilina por via intracisternal; antes, durante e

após a infusão.

Tabela 4- Número de pontas por minutos observadas no EEG de seis animais que

receberam a dose de 2μ/µg/min de uroguanilina intracisternal; antes, durante e após a

infusão.

ANTES DURANTE APÓS

305,0 322,0 553,0

161,0 382,0 385,0

77,0 114,0 315,0

522,0 576,0 623,0

248,0 247,0 316,0

574,0 625,0 460,0

Tabela 5 - Número de pontas por minuto observadas no EEG de cinco animais que

receberam a dose de 6μ/µg/min de uroguanilina intracisternal; antes, durante e após a

infusão.

ANTES DURANTE APÓS

396,0 549,0 316,0

464,0 542,0 563,0

582,0 575,0 567,0

397,0 484,0 466,0

580,0 613,0 613,0

A amplitude absoluta média do espectro teta do EEG de seis animais

submetidos a infusão intracisternal de uroguanilina(2μ/µg/min) é obsevada na tabela 6

onde os valores expressos em µV. Na tabela 7 -vemos amplitude absoluta média do

espectro alfa do EEG de seis animais submetidos a infusão intracisternal de

uroguanilina(2μ/µg/min). Na tabela 8 demonstra-se a amplitude da média de pontas

observadas no EEG da região frontal promovida pela infusão de

uroguanilina(2μ/µg/min) em seis animais - Amplitude da média de pontas observadas

no EEG da região frontal é vista na tabela 9 na dose de uroguanilina(6μ/µg/min) em

cinco animais. A amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de cinco animais

submetidos a infusão intracisternal de salina (2μg/µl/min) é demonstrada na tabela 10

com os valores em μV.

Tabela 6- Amplitude absoluta média do espectro teta do EEG de seis animais

submetidos a infusão intracisternal de uroguanilina(2μ/µg/min) em três momentos:

antes, durante e após a infusão. Valores expressos em µV.

ANTES DURANTE APÓS

165,0 190,0 90,0 100,0 90,0 120,0

105,0 90,0 135,0 195,0 150,0 180,0

180,0 180,0 90,0 120,0 135,0 150,0

195,0 150,0 165,0 135,0 150,0 135,0

120,0 270,0 75,0 150,0 120,0 180,0

150,0 165,0 120,0 135,0 120,0 150,0

Tabela 7 - Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de seis animais

submetidos a infusão intracisternal de uroguanilina(2μ/µg/min) em três momentos:

antes, durante e após a infusão. Valores expressos em µV.

ANTES DURANTE APÓS

176,0 190,0 105,0 88,0 105,0 90,0

60,0 90,0 180,0 225,0 180,0 210,0

135,0 150,0 120,0 135,0 165,0 180,0

180,0 135,0 180,0 120,0 180,0 135,0

120,0 195,0 75,0 180,0 120,0 255,0

165,0 165,0 135,0 180,0 135,0 150,0

Tabela 8- Amplitude da média de pontas observadas no EEG da região frontal antes,

durante e após a infusão de uroguanilina(2μ/µg/min) em seis animais

ANTES

DURANTE

APÓS

45,730

57,580

35,950

22,280 53,070 47,090

24,860 39,590 46,590

45,930 57,250 45,360

37,090 39,970 59,170

47,060 46,170 41,250

Tabela 9- Amplitude da média de pontas observadas no EEG da região frontal antes,

durante e após a infusão de uroguanilina(6μ/µg/min) em cinco animais.

ANTES

DURANTE

APÓS

39,50

40,440

33,70 50,730 69,880

45,33 64,970 51,410

37,87 46,870 41,370

35,64 62,730 42,000

Tabela 10- Amplitude absoluta média do espectro alfa do EEG de cinco animais

submetidos a infusão intracisternal de salina (2μg/µl/min) em três momentos: antes,

durante e após a infusão.Os valores são expressos em μV.

ANTES DURANTE APÓS

130,430 143,470 189,130 195,650 182,610 195,650

163,040 136,950 143,470 143,470 91,300 88,630

130,430 117,400 136,950 130,430 147,470 143,470

202,170 143,470 215,210 130,430 143,470 97,820

104,340 123,910 104,340 130,430 104,340 123,910

Na tabela 11 são observadas as amplitudes absolutas médias do espectro teta

do EEG de cinco animais submetidos a infusão intracisternal de salina(2μg/µl/min) em

três momentos: antes, durante e após a infusão (μV).

As amplitudes médias absolutas dos espectros alfa e teta do EEG sob efeito

da uroguanilina nas doses de 2μg/µl/min e 6μ/µg/min, são vistas na tabela 12 incluindo

o erro da média.

Tabela 11- Amplitudes absolutas médias do espectro teta do EEG de cinco animais

submetidos a infusão intracisternal de salina(2μg/µl/min) em três momentos: antes,

durante e após a infusão. Os valores estão expressos em μV.

ANTES DURANTE APÓS

117,390 130,420 182,610 195,0 195,650 215,210

176,090 163,040 150,000 156,52 104,350 104,350

136,960 110,870 117,390 110,87 123,910 117,390

182,610 247,830 221,730 150,0 136,960 91,300

110,870 150,000 104,350 117,39 84,780 110,870

Tabela 12 - Amplitudes médias absolutas dos espectros alfa e teta do EEG sob efeito da

uroguanilina nas doses de 2μg/µl/min e 6μ/µg/min, incluindo o erro da média. Valores

expressos em µV (microvolts).

Amplitude Absoluta (μV±SD

ALFA

Controle

Uro 2

Controle

Uro 6

139.3 ±18.6

147.5±13.0

138.0±11.9

141.0±11.2

154.7±15.9

170.0±23.8

189.0±33.7

189.0±46.3

TETA

Controle

Uro 2

Controle

Uro 6

152.5±34.7

127.5±9.3

174 ±10.1

147±9.9

174.2±23.9

152.5±9.8

237±25.2

198±42.7

A Figura 20 demonstra o número de pontas por minuto observadas na

infusão intracisternal de uroguanilina nas duas doses. O efeito da infusão de

uroguanilina na cisterna magna sobre a amplitude das pontas registrado com eletrodos

inseridos na região frontal (F3 e F4). é visto na figura 21 P<0.05, ANOVA com Tukey.

Número de pontas por minuto urog 2μ/μg/min e 6μ/μg/min

2antes

2durante

2após

6antes

6durante

6após

123456

250

500

750

animais

pontas por minuto

Figura 20 - Número de pontas por minuto observadas na infusão intracisternal de

uroguanilina nas duas doses

Controle2

g Urog 2

l/min Urog

l/min

100

200

300

400

500

600

Amplitude das pontas

Figura 21 - Efeito da infusão de uroguanilina na cisterna magna sobre a amplitude das

pontas registrado com eletrodos inseridos na região frontal (F3 e F4). P<0.05, ANOVA

com Tukey

O efeito da infusão de uroguanilina ( 2μg/μl/min ou 6μg/μl/min) na cisterna

magna sobre o número de pontas por minuto registradas por eletrodos implantados na

região frontal (F3-F4). é visto na figura 22 .

Controle1 Uro2 Controle2 Uro6

-10

110

Pontas/minuto

Figura 22. Efeito da infusão de uroguanilina ( 2μg/μl/min ou 6μg/μl/min) na cisterna

magna sobre o número de pontas por minuto registradas por eletrodos implantados na

região frontal (F3-F4). Test t pareado bicaldal com nível de significância de 5%. As

informações são expressas como media ± de seis (2μg/μl/min) e cinco (6μg/μl/min)

animais.

A figura 23 demonstra um EEG representativo do registro dos efeitos em

ratos anestesiados sob o efeito da infusão de salina.

Figure 23. EEG representative do registro dos efeitos em ratos anestesiados da infusão de salina:

controle (A),durante 6μL/min infusão de salina(B) e vinte minutos após o término da infusão de

salina infusão (C). Os outros traçados representam a mesma seqüência de eventos para a infusão de

uroguanilina (2µg/μl/min) (E,F,G) uroguanylin (6μg/µl/min) (H,I,J).

A figura 24 mostra o número de pontas por minuto observadas na infusão

intracisternal nos grupos 1: controle 1 (antes da infusão de uroguanilina 2μg/µl/min); 2:

infusão de uroguanilina 2μg/µl/min; 3: controle 2 (antes da infusão de uroguanilina

6μg/µl/min); 4: Infusão de uroguanilina 6μg/µl/min; 5. Infusão de nedocromil sódio; 6:

Infusão de nedocromil sódio + uroguanilina.

Control Uro2 Ned Ned+Uro2 Control Uro6

-10

110

Amplitude (

Figura 24 – Representação do número de pontas por minuto observadas na infusão

intracisternal nos grupos 1: controle 1 (antes da infusão de uroguanilina 2μg/µl/min); 2:

infusão de uroguanilina 2μg/µl/min; 3: controle 2 (antes da infusão de uroguanilina

6μg/µl/min); 4: Infusão de uroguanilina 6μg/µl/min; 5. Infusão de nedocromil sódio; 6:

Infusão de nedocromil sódio + uroguanilina.

6. Discussão

A idéia central do nosso trabalho surgiu através de três

observações sobre os peptídeos guanilina e uroguanilina. Primeiramente,

vimos que estes hormônios atuam na regulação de fluidos do intestino e do

rim através de mecanismos sinalizadores envolvendo canais de Cl¯(Forte et

al.,2000). Uma segunda observação também nos chamou atenção: cópias de

RNAm codificando guanilina e uroguanilina estariam presentes em tecidos

extra-intestinais e extra-renais, como no sistema nervoso central (Fan et al.,

1997). A terceira observação diz respeito à semelhança entre os sistemas de

transporte eletrolíticos renal, e cerebral (Angeletti et al., 1997). Estas

informações sugerem um possível papel fisiológico destes peptídeos no

equilíbrio eletrolítico do tecido cerebral, envolvendo sinalização de canais de

Cl¯, entretanto nenhum estudo foi realizado neste sistema, e existe pouca ou

nenhuma informação acerca dos mecanismos envolvidos na regulação de

fluidos cerebrais. Portanto, considerando as observações aqui relatadas, o

presente estudo avaliou a ação neurofisiológica dos peptídeos guanilina e

uroguanilina a nível cerebral, a partir da avaliação eletrofisiológica de

animais submetidos à infusão intracisternal, investigando possíveis

mecanismos de ação pelo uso de antagonistas específicos de canais de Cl¯.

No presente trabalho, o registro do EEG foi um instrumento que

ofereceu uma medida sensível, objetiva e, contínua dos efeitos

neurofisiológicos dos peptídeos estudados. Os métodos comumente utilizados

em estudos animais in vivo para o registro da atividade neuronal são: (1)

registro de potenciais evocados de nervos periféricos e áreas corticais,(2)

registros neuronais extracelulares de descargas de potencial de ação (pontas)

que refletem a excitabilidade dos neurônios em face de estímulos e (3)

registros intracelulares de potenciais pós-sinápticos e potenciais de ação (

Hinz-Vahle et alli., 2002)

6.1 Avaliação eletrofisiológica da infusão intracisternal de guanilina

A descrição dos efeitos eletrofisiológicos da guanilina e da

uroguanilina em cérebro de ratos in vivo é um estudo pioneiro, pois, até

então, relatou-se os efeitos destes hormônios em rim perfundido isolado

(Fonteles et al., 1998; Carrithers at al., 1999), em células neuroendócrinas

pancreáticas in vitro (John et al., 1998), sobre a secreção intestinal (Joo et al.

1998), sobre a broncoconstrição in vivo( Ohbayashi et al., 1998), dentre

outros trabalhos desenvolvidos nestes mesmos tecidos citados.

Os resultados com a guanilina demonstram que o peptídeo

administrado via intracisternal promoveu alterações na amplitude e o

aparecimento de pontas, porém não houve significância estatística. De

acordo com a Federação Internacional das Sociedades para

Eletroencefalografia e Neurofisiologia Clínica (IFSECN) (1974), uma

ponta se apresenta de forma transiente, claramente distinta da atividade de

“background”(atividade de fundo, o ritmo predominante do EEG), com um

pico e uma duração de 20 a 70 ms; o componente principal é geralmente

negativo; a diferença da atividade de “background” é baseada na

morfologia e amplitude das ondas ( Niedermeyer, 1999).McCormick et

allii, em 2001, descrevem pontas interactais, como sendo breves (80–200

ms); grandes pontas agudas no EEG que ocorrem isoladamente sobre a

atividade de “background”, diferente da atividade normal. Elas aparecem

em uma subpopulação de pacientes com epilepsia focal e não estão

associadas com mudanças francas nas habilidades cognitivas ou

comportamentais. Pontas interictais podem servir para localizar focos

epilépticos, mas nem sempre são detectadas no foco primário onde a

epilepsia se origina.

As amplitudes médias absolutas dos espectros de onda alfa e

teta, na região frontal sofreram um discreto incremento, durante e após a

infusão intracisternal de guanilina. Segundo Douglas (2002), o córtex

frontal medeia funções corticais de grande importância, sua desativação é

uma característica definida do sono, os anestésicos tem o poder de

prejudicar suas funções. Lopes da Silva e colaboradores (Niedermeyer,

1999), descrevem o ritmo alfa, que acontece na freqüência de 8 – 13 Hz,

como presente durante um estado de relaxamento e redução da atenção

visual, e sugerem que ele se origina e se propaga principalmente no córtex

cerebral.

6.2 Avaliação eletrofisiológica da infusão intracisternal de

uroguanilina

A uroguanilina demonstra possuir um espectro de ação biológico

maior do que a guanilina, visto que ela exibe resíduos acídicos adicionais, que

conferem a ela a propriedade de alta potência e eficácia sob condições ácidas

da superfície das mucosas de células epiteliais (Forte,1999). Estas diferenças

também sugerem diferentes receptores para cada peptídeo, o receptor

guanilato ciclase nas células T84, por exemplo, parece ser seletivo para a

uroguanilina, pois ele foi dez vezes mais potente que a guanilina em estimular

o acúmulo de GMPc ou inibir a ligação I-ST (Hamra et al., 1993). De acordo

com Forte (1999), o primeiro receptor identificado foi o GC-C, ligante da

guanilina, isolado do intestino do rato, já a uroguanilina parece ter maior

afinidade por um outro receptor de guanilato ciclase. Isto levanta a hipótese

de que a uroguanilina apresentou uma melhor performance nestes

experimentos, devido a presença de receptores específicos situados no tecido

cerebral, com maior afinidade para este peptídeo. Outro ponto a ser

observado, é que a uroguanilina evidenciou um maior surgimento de pontas

em comparação a guanilina, sendo que a amplitude destas pontas aumentou

significativamente na dose maior (6μg/µl/min) comparando-se com os

controles. Seu efeito demonstrou ser dose dependente.

6.3 Avaliação do bloqueador de canais de Cl¯: ácido niflûmico

Para investigar o causa do aparecimento de pontas no EEG de

ratos que sofreram infusão intracisternal de uroguanilina, utilizamos duas

substâncias que têm apresentado propriedades inibitórias sob canais de Cl¯.

Estudos têm relatado que os peptídeos do tipo guanilina agem se

ligando ao receptor específico guanilato ciclase, estimulando a produção e

o acúmulo de GMPc, promovendo assim, a abertura do canal de Cl¯, o que

leva ao efluxo de Cl¯ (Fan et al, 1997). Desta forma o peptídeo seria

responsável pela secreção de eletrólitos, equilibrando o pH e o volume dos

fluidos. No SNC, encontramos alguns tipos de diferentes canais de Cl¯,

como aqueles ativados por ligantes, que são os neurotransmissores GABA

e glicina, capazes de regular a excitabilidade neuronal (Jentsch, 2001). Um

outro tipo de canal de Cl¯ presente no cérebro, que se relaciona aos

peptídeos aqui estudados, é o CFRT, que parece estar relacionado a

regulação dos canais iônicos sensíveis a ácido (ASICs) presentes em

cérebros de rato, camundongo e homem (Hong-Long et allii., 2002). Um

terceiro tipo de canal encontrado sistema nervoso central, o canal ClC-2 (

da família ClC de canais de Cl¯) é abundantemente expresso em células

piramidais do hipocampo e em células de Purkinje do cerebelo e menos

expresso em outros neurônios e glia. Schmidt-Rose et al.(1997) cita que

ClC-2 pode desempenhar papéis no controle do volume celular e na

concentração de cloreto intracelular, o que seria importante para a

transmissão sináptica em certos neurônios. Supomos que o mecanismo de

ação da guanilina e/ou da uroguanilina seja baseado em um ou mais de um

destes exemplares de canal aqui citados.

Primeiramente, para investigar o possível mecanismo de ação por

canais de Cl¯, empregamos um bloqueador, o ácido niflûmico. Cai et

al.(2002), investigando os mecanismos de ação dos moduladores de CFRT,

cita que bloqueadores possuidores da característica “very fast speed”, isto é,

um bloqueador de canal que diminua amplitude da corrente e aumente o ruído

na abertura do canal, assim interferindo com o processo, seria uma das

alternativas no estudo dos mecanismos de ação do CFRT. Ele frisa que o

ácido niflûmico apresenta esta característica e sobretudo, se dissocia

rapidamente do canal.

Os resultados foram negativos em relação ao ácido niflûmico,

entretanto não se deve descartar a possibilidade deste agente desempenhar o

papel de inibição do peptídeo, haja visto, um crescente número de trabalhos

correlacionando o canal CFRT ao ácido niflûmico. Necessita-se de um

estudo mais detalhado acerca destes mecanismos e também em relação a

diferentes doses do bloqueador quando administradas intracisternalmente.

Um importante dado foi observado durante a infusão de

uroguanilina, com o pré-tratamento de ácido niflûmico, o aparecimento de

ritmos rápidos (20 – 50 Hz), também chamados de oscilações gama, que estão

relacionados a estados de atenção e também a sonhos no estado de

movimento rápido dos olhos (REM) (Niedermeyer, 1999).

6.4 Avaliação do inibidor de correntes de Cl¯: nedocromil sódico

Na busca do bloqueador ideal capaz de demonstrar inibição

sob canais de Cl¯, decidimos utilizar o nedocromil sódico, uma droga

antiinflamatória empregada no tratamento de doenças respiratórias

obstrutivas como a asma, a partir de um estudo demonstrado por Alton e

Norris em 1996, no qual é descrita a capacidade do nedocromil em inibir o

efluxo de Cl¯ em células da superfície da mucosa do epitélio pulmonar

Neste trabalho, ele comenta que a droga age através destes mecanismos,

mediando a liberação de mastócitos, bem como, também age sob

neurônios sensoriais e eferentes.

O resultado deste experimento foi bastante promissor, o

nedocromil parece ter inibido o aparecimento das pontas do EEG nos animais

pré-tratados com a droga que receberam a infusão de uroguanilina. Isso nos

leva a concluir que a uroguanilina atua sobre a fisiologia cerebral

possivelmente através de mecanismos que envolvem canais de Cl¯. Essa

afirmativa pode ser considerada prematura, haja vista, a pequena amostra

testada; contudo, ela abre caminho para maiores estudos, onde seja possível

investigar com profundidade os mecanismos envolvidos. Uma boa alternativa

seria um estudo para avaliação de potenciais intracelulares.

O estudo da pressão intracraniana, que seria parte complementar

do trabalho, foi inviabilizado devido à falta de equipamentos podendo vir a

integrar parte do aprofundamento da pesquisa no futuro. D’Este et al.(2000),

estudando a expressão de guanilina em adeno-hipófise de ratos, sugerem um

papel regulatório da guanilina no tráfego de fluidos entre veias portas

hipotálamo-hipofiseais e o LCR, em direção ao espaço subaracnóide e o

terceiro ventrículo. Outro parâmetro interessante a ser comparado, seria em

relação aos peptídeos natriuréticos cerebrais, hormônios produzidos

primariamente no ventrículo cardíaco, que parecem estar envolvidos em uma

variedade de processos homeostáticos e também se ligam a receptores do tipo

guanilato ciclase (Chusho et al., 2000).

6.5 Avaliação do modelo experimental

O modelo experimental utilizado no estudo, que inclui a

colocação da cânula-guia nos animais, a avaliação eletrofisiológica das

infusões dos peptídeos e o pré-tratamento com drogas bloqueadoras, foi

adaptado às condições do laboratório de metabolismo renal da Unidade de

Pesquisas Clínicas da Universidade Federal do Ceará.

O modelo da cirurgia estereotáxica proposto foi criado nos

moldes de um trabalho destinado a coleta de LCR desenvolvido por

Consiglio & Lucion (2000), e foi realizado sem dificuldades. Existem

muitos outros modelos para infusão de drogas no cérebro dentro da

literatura científica, entretanto este modelo foi escolhido pela praticidade e

eficiência, de 10 animais submetidos a cirurgia, oito tiveram LCR coletado

da cânula-guia após dois dias da cirurgia.

A análise do EEG é uma interessante abordagem do estudo

neurofarmacológico de uma substância, sobretudo quando esta demonstra

um potencial epilepitogênico; se há envolvimento de canais, sobretudo

aqueles ativados por ligantes, como no nosso trabalho, onde suspeitamos

que o peptídeo estudado possa conter esta característica. É uma técnica que

não requer muita tecnologia e pode-se treinar uma pessoa a usá-la num

espaço de tempo pequeno. Tem ainda a grande vantagem de não ser

invasiva e ser econômica. A sua resolução rápida e a consistência dos seus

resultados são de enorme ajuda na identificação de eventos cerebrais

rápidos e complexos como os processos cognitivos. Contudo a sua maior

deficiência reside ainda na sua incapacidade de apontar a fonte da atividade

cerebral.

A utilização de possíveis drogas bloqueadoras, complementou e

enriqueceu o nosso estudo. A partir dos resultados obtidos existe a

possibilidade de se investigar melhor os componentes moleculares envolvidos

no mecanismo de ação do hormônio.

7-Conclusões

Os peptídeos guanilina e uroguanilina demonstraram exercer

atividades eletrofisiológicas sobre o sistema nervoso central.

A uroguanilina induziu o surgimento de pontas no EEG.

O nedocromil sódico bloqueou o aparecimento de pontas durante

a infusão de uroguanilina.

Os resultados com o nedocromil sugerem que os mecanismo de

ação dos peptídeos guanilina e uroguanilina envolvem canais iônicos de

Cl¯.

Um estudo mais aprofundado, com um maior número de animais,

e investigações a nível intracelular elucidará com clareza os mecanismos e

as funções destes peptídeos no sistema nervoso central.

8.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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