Amerikan Hukuku

4.1. GABA e Glutamato

Dentre os diversos circuitos envolvidos na neurotransmissão no SNC de mamíferos, a interação coordenada entre os estímulos excitatórios e inibitórios originados nos sistemas glutamatérgico e GABAérgico, respectivamente; é fundamental tanto para o desenvolvimento quanto para a manutenção de funções cognitivas complexas como aprendizado e memória (Foster & Kemp, 2006).

Baseados em evidências indiretas alguns autores consideram que um aumento na liberação de neurotransmissores no hipocampo, principalmente de glutamato, seja o primeiro passo para a formação do potencial de longa duração (LTP - long term

potentiation) (McGaugh, 2000; McGaugh & Izquierdo, 2000). O LTP é um fenômeno

caracterizado por um aumento na eficácia da comunicação sináptica, sendo o principal correlato eletrofisiológico dos processos de aprendizado e memória.

O mecanismo molecular relacionado a formação do LTP no hipocampo envolve a ativação inicial do receptor glutamatérgico ácido-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol propiônico (AMPAR), seguido pela ativação dos receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) e metabotrópicos (mgluR). Esse processo abre canais de cálcio promovendo dessa forma, a ativação de enzimas como proteína quinase cálcio-dependente (PKC), proteína quinase

35 cálcio calmodulina dependente classe II (CaMKII), proteína quinase dependente de AMPc (PKA), que por sua vez ativam mecanismos intracelulares que culminam com a síntese de proteínas necessárias para a manutenção do potencial de longa duração (McGaugh & Izquierdo, 2000). Manipulações farmacológicas envolvendo a LTP parecem estar associadas a alterações comportamentais, dependentes do hipocampo, que podem ser quantificadas por um déficit no desempenho de tarefas que envolvem aprendizado espacial (Boast et al., 1999, Bikbaev et al., 2008).

Outra substância fundamental no processamento da memória é o GABA (ácido gama-aminobutírico), um importante neurotransmissor inibitório do SNC (Chapouthier & Venault, 2002; Ramirez et al., 2005). Diversos tipos de neurônios GABAérgicos já foram localizados no hipocampo (Han et al., 1993) e a utilização de agonistas e antagonistas de receptores GABAérgicos corroboram o importante papel deste circuito na aprendizagem e memória.

Evidências científicas indicam que drogas que ativam o sistema GABAérgico promovem prejuízo na formação da memória quando administradas no ventrículo lateral, prosencéfalo basal, hipocampo e amígdala (Nagahara & McGaugh, 1992; Spanis et al., 1999; Maruki et al., 2001). Da mesma forma, um aumento da função inibitória GABAérgica provocado pela administração sistêmica de diazepam induz prejuízo cognitivo quando os indivíduos são avaliados no Labirinto Aquático de Morris (Arolfo & Brioni, 1991; McNamara et al., 1993). Por outro lado, drogas que inibem o sistema GABAérgico, promovem melhora no aprendizado e na memória (Nutt & Malizia, 2001; Getova & Dimitrova, 2007).

Além da participação do GABA e do Glutamato em processos cognitivos, estudos têm sugerido o envolvimento desses neurotransmissores em atividades relacionadas à funções motoras (Ozawa et al. 1998). Wardas et al. (1997) utilizando ligantes radioativos, em estudos com ratos jovens e idosos, mostraram evidências da participação do sistema glutamatérgico em processos relacionados à motricidade, sugerindo que distúrbios motores encontrados em ratos idosos podem ser consequentes à alterações em subunidades de receptores glutamatérgicos centrais. Sanchez- Perez et al. (2005) também demonstraram que os receptores de glutamato cerebelares do tipo N-Metil D-Aspartato (NMDA) são essenciais para a aquisição do aprendizado motor e para a execução de atividades

36 relacionadas à coordenação motora, corroborando a participação do circuito glutamatérgico no controle motor.

O papel do Glutamato e do GABA nos déficits comportamentais associados à DT é pouco investigado. Resultados de estudos nessa área têm mostrado que manipulações farmacológicas nos sistemas glutamatérgicos e GABAérgico alteram os danos neurológicos e cognitivos asssociados a DT. Injeções intra septal de bicuculina (antagonista GABAA) aumentam a liberação de acetilcolina (ACh) no hipocampo e resulta na recuperação do déficit comportamental em tarefa de memória espacial (Roland & Savage, 2009). Em contraposição, injeção de MK-801 (antagonista não competitivo do receptor NMDA) administrada 30 minutos antes do teste comportamental aumenta a disfunção cognitiva presente em ratos DT (Savage et al., 1999). Nosso grupo de pesquisa encontrou diminuição nos níveis de GABA e glutamato no córtex pré-frontal e aumento significativo na concentração de GABA na substância cinzenta periaquedutal em modelo de deficiência grave de tiamina. Além disso, correlações entre esses neurotransmissores e desempenho no LAM foram observadas nesse estudo. As concentrações de glutamato e GABA não foram afetadas no tálamo (Andrade, 2011).

Os efeitos da DT nos níveis de Glutamato e GABA e em aspectos motores também foram investigados pelo nosso grupo de pesquisa. Nesses estudos a DT foi induzida em ratos através da dieta, sem o uso de piritiamina. Observamos que a DT reduziu significativamente o tempo de permanência dos animais no beam balance e no rotarod além de aumentar a largura do passo em teste de impressão de patas. Foi também observada redução significativa de glutamato e GABA no cerebelo (Pereira-Caixeta, 2011). Deve-se mencionar que os sinais neurológicos apresentados apareceram três meses após o tratamento, sendo o processo neurodegenerativo muito mais lento que quando se utiliza piritiamina. Uma limitação ao uso desse modelo é o fato desse protocolo causar lesões principalmente no tronco cerebral e cerebelo, não ocorrendo processo degenerativo no tálamo e nos corpos mamilares (Troncoso et al. 1981; Witt, 1985), sendo portanto um modelo mais adequado da EW (fase aguda) que da síndrome de Korsakoff (fase crônica) (Savage et al., 2012).

37 4.2. Acetilcolina

Existem várias evidências que sugerem um envolvimento do sistema colinérgico central em processos cognitivos (Chang & Gold, 2003; Parent & Baxter, 2004; Friellingsdorf et al., 2006). Alguns autores mostraram que a liberação de ACh está elevada em eventos de aprendizagem e memória (Stefani & Gold, 2001; McIntyre et al., 2002; Chang & Gold, 2003) e que o uso de antagonistas muscarínicos (Izquierdo et al., 1992) e nicotínicos (Felix & Levin, 1997) no hipocampo afeta a memória. Estudos comportamentais dos efeitos de danos a núcleos colinérgicos evidenciaram disfunção cognitiva associada a lesões na banda medial/diagonal e no núcleo basal (Hepler et al., 1985; Kesner et al., 1986). Outra evidência que relaciona função cognitiva e sistema colinérgico é o fato de que, transplantes no hipocampo de tecido de cérebro fetal rico em células colinérgicas podem restaurar a memória perdida por danos cerebrais (Dunnet et al., 1985).

Existem evidências que o consumo crônico de etanol resulta em perda de neurônios colinérgicos, diminuição da atividade da colina acetiltransferase e da concentração de ACh no córtex e hipocampo (Arendt et al, 1989; Casamenti et al., 1993; Cadete-Leite et al, 1995). Alguns autores encontraram diminuição na atividade da colina acetiltransferase no córtex cerebral e hipocampo de animais após tratamento crônico com etanol (Beracochea et al., 1986; Arendt et al,., 1989, Casamenti et al., 1993). Dados obtidos pelo nosso grupo indicam que a DT induz uma diminuição na atividade da enzima AChE tanto no córtex quanto no hipocampo, enquanto o tratamento crônico com etanol diminui a atividade da AChE no hipocampo, mas não em outras regiões. Além disso, tanto o tratamento crônico com etanol quanto a DT diminuem a liberação basal e estimulada de ACh no córtex. Nesse estudo, foram encontradas correlações entre o desempenho dos animais nos testes cognitivos espaciais e os parâmetros colinérgicos (Pires et al., 2005).

Esses resultados estão de acordo com dados obtidos por Savage et al. (2003) que

avaliaram a liberação de acetilcolina “in vivo” durante tarefa de alternação espontânea.

Nesse estudo, foi observado um aumento desse neurotransmissor durante o teste comportamental, tanto em animais controles quanto DT. No entanto, a liberação de acelticolina foi significativamente maior em animais controles que nos animais DT, sendo também observada uma correlação entre liberação de acetilcolina e desempenho no teste. Dados de estudo envolvendo o uso de injeções de fisostigmina (inibidor de

38 acetilcolinesterase) antes do teste mostraram melhora no desempenho de animais em tarefas de alternação espontânea (Roland et al., 2008), confirmando o papel do sistema colinérgico em tarefas de aprendizagem e memória.