Efeitos do ácido 5-aminolevulínico (ALA) sobre a transmissão sináptica no sistema nervoso central : interações com glutamato, GABA e glicina - Emanuelli, Tatiana (2000)
As porfirias agudas são desordens hereditárias (porfiria aguda intermitente, porfiria por deficiência da ALAD, coproporfiria hereditária, porfiria variegada) ou adquiridas (intoxicação com chumbo), caracterizadas por uma deficiência na via de biossíntese do grupo heme. A patogênese destas doenças ainda não está completamente esclarecida; no entanto, tem sido proposto o envolvimento do ácido 5-aminolevulínico (ALA), um precursor do grupo heme que se acumula na urina, no plasma e nos tecidos dos pacientes, nas alterações neurológicas, observadas nos pacientes com porfiria. No presente estudo investigou-se os efeitos comportamentais da administração intraestriatal unilateral de ALA (1-8 μmoles/2 μl) em ratas adultas, bem como os efeitos deste composto sobre alguns aspectos da neurotransmissão mediada pelos aminoácidos ácido y-aminobutírico (GABA), glutamato e glicina, in vitro, em preparações de tecido nervoso de ratos e humanos, no intuito de esclarecer a participação destes sistemas neurotransmissores na neurotoxicidade do ALA e fornecer subsídios que auxiliem na determinação do papel deste metabólito na patogênese das porfirias agudas. A administração intraestriatal de 4 μmoles de ALA aumentou a atividade locomotora de ratas adultas. Além disso, o ALA induziu convulsões clônicas e assimetria corporal contralateral, de um modo dose-dependente. As convulsões induzidas pelo ALA (6 μmoles) foram prevenidas pela pré-administração intraestriatal de 6,7-dinitroquinoxalina-2,3-diona (DNQX, 8 nmol/0,5 μl) ou dizocilpina (MK-801, 2,5 nmol/0,5 μl), mas não por muscimol (46 pmol/0,5 μl), enquanto a assimetria corporal foi prevenida apenas pela pré-administração de DNQX. Também foram observadas convulsões após a administração unilateral de ALA (8 μmoles/2 μl) no córtex cerebral. Estes resultados indicam que a administração central de ALA provoca uma resposta excitatória, causada por uma hiperativação do sistema glutamatérgico. O ALA não afetou a união de [3H]glutamato a membranas sinápticas isoladas do córtex cerebral de ratas adultas e de humanos, conforme técnica padronizada nesse estudo, nem a união de [3H]MK-801 a membranas corticais de ratas adultas. Estes resultados revelam que os efeitos excitatórios do ALA in vivo não envolvem uma ação direta em receptores glutamatérgicos e sugerem que eles possam estar relacionados a efeitos previamente relatados in vitro, tais como: aumento na liberação e inibição na captação de glutamato por sinaptossomas, inibição da Na+,K+-ATPase e produção de radicais livres. O ALA (0,1-10 rnM) inibiu significativamente e de modo dose-dependente a união de [3H]muscimol (12 nM) a membranas sinápticas de córtex cerebral de ratas adultas e de humanos (IC50= 199 e 228 μM, respectivamente). A análise cinética revelou que o ALA (1 mM) aumentou significativamente o Kd e reduziu o Bmax do [3H]muscimol em membranas de ratas (100 e 500/4, respectivamente) e humanos (200 e 40%, respectivamente), indicando uma inibição do tipo mista. O ALA (1 mM) inibiu significativamente a produção basal de AMPc em membranas sinápticas de cerebelo (40%), córtex (70%) e estriado (70%) de ratas e de córtex (45%) de humanos. A inibição da produção de AMPc por ALA não foi bloqueada por Ro 20-1724 (um inibidor de fosfodiestarase), indicando que ela provavelmente se deve a uma inibição da enzima adenilato ciclase (AC). Além de inibir a atividade basal da AC, em membranas de cerebelo de ratas, o ALA inibiu significativamente a atividade da AC estimulada por Gpp(NH)p e por fluoreto, mas não a estimulada por forscolina. A inibição da AC não foi prevenida pelo antagonista de receptores GABA B, ácido 5-aminovalérico, indicando que ela não envolve a ativação destes receptores. A inibição da AC por ALA foi completamente prevenida por antioxidantes (glutationa, ácido ascórbico e trolox), sugerindo que ela foi causada por um dano oxidativo, provavelmente na própria enzima, uma vez que o ALA não afetou a união de [3H]Gpp(NH)p (se liga a proteínas G) a membranas de cerebelo de ratas. O ALA inibiu significativamente a captação vesicular de glutamato, GABA e glicina (IC50= 1,45 x 10^-3 , 1,28 x 10^-4 e 1,23 x 10^-6 M, respectivamente), em cérebro total de ratos, indicando que ele pode afetar a armazenagem destes neurotransmissores. Esta inibição não foi devido a uma inibição da atividade ATPásica presente na nossa preparação de vesícula sináptica, que é a responsável por gerar o gradiente de energia para a captação. Os resultados obtidos neste estudo indicam que, in vivo, o ALA provoca efeitos excitatórios relacionados à ativação de receptores glutamatérgicos, provavelmente de forma indireta; enquanto que, in vitro, o ALA afeta diretamente a união de ligantes a receptores GABAA, inibe a AC por mecanismos oxidativos e inibe a captação vesicular de GABA, glutamato e glicina. A comparação dos efeitos do ALA em tecidos de ratos e humanos revelou uma grande similaridade nas respostas, indicando a adequação dos modelos em ratos para avaliar o potencial neurotóxico deste composto em humanos. Ainda são necessários estudos para determinar a relevância dos efeitos neurofisiológicos do ALA observados no presente trabalho, para a patogênese das porfirias agudas.