Ectonucleotidases e plasticidade sináptica : papel das enzimas de degradação de nucleotídeos extracelulares na memória e em modelos animais de epilepsia

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Bonan, Carla Denise
• Orientador(a): Sarkis, João José Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Memória; Aprendizagem da esquiva; Epilepsia; Modelos animais; Nucleotídeos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/275988

Várias evidências sugerem o papel do ATP extracelular na plasticidade sináptica. O ATP pode induzir potenciação de longa duração (LTP) e sua participação na fosforilação de proteínas extracelulares é considerada um sinal para mudanças de longa-duração na atividade sináptica. O ATP evoca respostas através de dois subtipos de receptores P2, P2X e P2Y. As ações sinalizadoras induzidas pelo ATP extracelular podem estar correlacionadas à atividade de um grupo de ectoenzimas, as ectonucleotidases, que promovem a conversão enzimática de ATP, controlando os níveis do nucleotídeo na fenda sináptica. O neurotransmissor ATP pode ser hidrolisado até adenosina, um neuromodulator importante, pela ação conjugada deste grupo de ectonucleotidases, do qual fazem parte uma ecto-ATPase (EC 3.6.1.3), uma ATP difosfoidrolase (apirase, EC 3.6.1.5) e uma 5'nucleotidase (EC 3.1.3.5). O controle dos níveis de ATP e adenosina promovido pelas ectonucleotidases pode ser importante para a modulação dos mecanismos relacionados à plasticidade sináptica. Nossos resultados demonstraram que as atividades ectonucleotidásicas são moduladas em situações :fisiológicas e patológicas capazes de induzir plasticidade sináptica, tais como memória e epilepsia. A ATP difosfoidrolase e a 5'-nucleotidase de sinaptossomas de hipocampo apresentam-se inibidas imediatamente após sessão de treino na tarefa de esquiva inibitória em ratos. Além disso, uma diminuição significativa na hidrólise do ATP foi também observada 30 minutos após a sessão de treino na tarefa. As atividades enzimáticas estudadas não demonstraram diferenças significativas após a sessão de teste na tarefa de esquiva inibitória. Nossos resultados indicaram que a modulação das atividades ectonucleotidásicas pode participar nos mecanismos de aquisição da memória, mas não tem efeito na evocação. Além disso, é possível sugerir a participação das ectonucleotidases na fase da consolidação da memória, desde que uma inibição da ATP difosfoidrolase foi observada 180 minutos pós-treino. Determinou-se também estas atividades em outras estruturas cerebrais envolvidas na formação da memória, como córtex entorrinal e córtex parietal. Nossos resultados mostraram uma inibição da ATP difosfoidrolase em córtex entorrinal de ratos imediatamente, mas não 180 e 360 min após a sessão de treino. As alterações observadas em hipocampo e córtex entorrinal poderiam representar um mecanismo bioquímico importante relacionado à aquisição da memória. Ectonucleotidases de córtex parietal não demonstraram mudanças significativas, sugerindo que estas enzimas não são relevantes para a formação da memória de esquiva inibitória em córtex parietal. Para investigar o envolvimento do sistema purinérgico nesta condição, nós analisamos o efeito da suramina na retenção da tarefa de esquiva inibitória. Além de ser um antagonista de receptores de P2 e NMDA, nossos resultados demonstraram que a suramina é um inibidor não-competitivo da apirase, com valores de Ki na faixa de micromolar. A infusão intra-hipocampal de suramina imediatamente pós-treino reduziu a retenção da tarefa em um efeito dose-dependente. O efeito amnésico é provavelmente devido à sua ação antagonista em receptores P2 e NMDA. Considerando que a adenosina tem potentes efeitos anti-convulsivantes, nós determinamos as atividades ectonucleotidásicas após a indução de epilepsia por vários modelos animais, como os modelos da pilocarpina, ácido caínico e kindling. As atividades da ATP difosfoidrolase e 5'-nucleotidase de sinaptossomas de hipocampo e córtex cerebral de ratos aumentaram significativamente 48-52 horas, 7-9 dias e 45-50 dias após a indução do estado epiléptico (EE) por pilocarpina ou pelo modelo do ácido caínico. Porém, somente a atividade da 5'nucleotidase permaneceu elevada 100-110 dias após o tratamento com ácido caínico. A regulação da via das ectonucleotidases pode desempenhar um papel modulatório durante a evolução das mudanças comportamentais e patofisiológicas induzidas pelo EE. Não foram observadas mudanças nas atividades ectonucleotidásicas em diferentes períodos de tempo após uma única injeção convulsivante de pentilenotetrazol (PTZ). Porém, ratos com maior resistência ao kindling induzido por PTZ apresentaram um aumento na hidrólise do ATP em sinaptossomas de hipocampo e córtex cerebral. Estas mudanças podem representar um mecanismo importante na modulação da atividade epiléptica crônica. A demonstração de que as ectonucleotidases apresentaram as atividades diferentemente alteradas após a aquisição de uma tarefa de memória ou após a indução de epilepsia por diferentes modelos animais, sugere que estas enzimas podem agir na regulação da atividade sináptica, controlando os níveis de ATP e adenosina, de acordo com a plasticidade sináptica desenvolvida, em situações fisiológicas ou patológicas.