Seminário do módulo de neuroendocrinologia da disciplina "Bases conceituais das neurociências", 2009, do curso de pós-graduação em Neurociências e Biologia Celular da UFPA

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PÓS GRADUAÇÃO EM NEUROCIÊNCIAS E BIOLOGIA CELULAR BASES CONCEITUAIS EM NEUROCIÊNCIAS – NEUROENDOCRINOLOGIA PROFESSOR DOMINGOS PICANÇO-DINIZ Controle Neuroendócrino da Homeostase dos Fluidos Corporais Ijair Costa Caio Maximino Suellen Moraes Tarcyane Garcia

3. Área septal Amígdala Complexo Basolateral Complexo Corticomedial Bulbo olfatório (–) (+) Hipotálamo Ântero-medial (HMA) (+) Hipotálamo Ântero-lateral (–)(HAL) (+) (–) Estimula a reposição de Sal Inibe a reposição de Sal

4. RESPOSTAS EFETORAS SINAIS AFERENTES Osmolalidade Plasmática [Na+] INTEGRAÇÃO SISTEMA NERVOSO CENTRAL Volume sanguíneo Pressão sanguínea

5. HIPOVOLEMIA/ HIPEROSMOLALIDADE VASOPRESSINA (AVP) OCITOCINA Receptores -G Receptores –G V1a, V1b V2 Gq Gi Fosfolipase C AMPc IP3 DAG Controle da pressão sanguínea Efeitos Antidiuréticos Contratilidade Miometral

6. SISTEMA NERVOSO CENTRAL VASOPRESSINA OCITOCINA Aumento do Consumo de H2O2 Diminuição do consumo de Sal Sistema Hipotálamo-hipofisário * Núcleo Paraventricular (PVN) * Núcleo Supra-Ótico (SON)

7. Sistema Renina–Angiotensina (SRA) Sistêmico Cerebral

9. Liquido orgânico Angiotensinogênio / fígado/ C. Sistêmica (renina) RENINA (RINS – arteríola aferente do G. renal) Angiotensinogênio Ang-I Ang-IAng-II pulmões,rins,cél.endot. sist. vascular RENINA ECA

10. Mecanismos de controle da secreção de Renina Principais Estimulos: P.A. Renal / daNa+ que alcança as células da mácula densa. Estimulação da inervação beta-adrenérgica renal. Catecolaminas circulantes/prostaglandinas e prostaciclinas. Principais Inibidores: Ang-2 / ANP / AVP

12. Ações da Angiotensina II Angiotensina I Angiotensina II ( PA ) Retenção de água Aldosterona e sais Ação sobre Receptores: Células da musculatura vascular / Zona glomerular do Córtex Adrenal Túbulos Renais Estimula : secreções ACTH / AVP / catecolaminas / vasoconstrição / comportamento alimentar (ingestão de água e apetite ao sódio)

14. Funções cognitivas / AT1

15. ANG II Cerebral regula PA independentemente do RAS Sistêmico por interferir na secreção de AVP, ACTH ou na modulação de reflexo barorreceptor e da atividade de eferências sinápticas.

16. ANG II Sistêmica / órgãos circunventriculares

18. Mecanismo de síntese da ANG II Cerebral ANG I ANG II ANG III NH2 PEPTIDASE ANG IV ANG II / IMUNOCITOQUIMICA – HIPOTÁLAMO, SFO, SL, BULBO, NÚCLEO CAUDADO, PUTÂMEN, COLUNA INERMÉDIO-LATERAL SIMPÁTICA ECA

19. Receptores ANG : Receptores de membrana AT1 e AT2 AT1// Vasoconstrição,secreção de aldosterona etc.. AT2//Diferenciação celular , vasodilatação etc.. AT1 (SNC) auto-radiografia – Diencéfalo, Mesencéfalo, Ponte e M. Espinhal, pequenas e grandes artérias adjacentes às meninges e plexo coróide.

20. E. Neurais Sensíveis à ANG II Lâmina terminal/CVOs/áreas límbicas AP/SFO/OVLT - sítios de ANG AP- Ação pressora da angiotensina SFO- comportamento de ingestão,secreção de AVP OVTL

21. Funções da AGN II no desencadeamento da sede e apetite ao sódio. Interações da ANG II com outros hormônios.

22. SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO E A HOMEOSTASE HIDROELETROLITICA

23. O papel da inervação Simpática Renal sobre a excreção de Sódio Rim: regula homeostase cardiovascular e hidrossalina. Excreção de NaCl Excreção de Agua Secreção de renina Controle Fatores humorais SNS

24. Nervos simpáticos renais: Túbulos Vasos Células granulares justaglomerulares Controlam: Fluxo, taxa de filtração,transporte de água e solutos e produção/secreção hormonal via SNC e periférico, pela atividade do RSNA.

25. NSR são estimulados: redução PA e volume LEC. > volume LEC = reduz atividade Simpática Renal para aumentar excreção. Estimulação NN S. Renal via adenoreceptores β libera noradrenalina: Vasoconstrição Antinatriurese renina

26. Antinatriurese se deve ao aumento da reabsorção tubular NaCl e H2O, redução do fluxo sng. Renal e taxa filtração e s.renina-ang Desnervação renal: 25% reabsorção tubular é feita,ação apenas da ANGII Para ANGII ser efetiva é necessário inervação. Intacta.

27. Regulação da atividade neuronal simpática renal pelo SNC Diencéfalo e TC: regulam por projeções diretas do cérebro para pré-ganglionares(ME) Reflexos modulam RSNA: Artérias periféricas, barorreceptores cardíacos, quimiorreceptores e somáticos. ANGII – agir em SN como neurot/ horm. A forma circulante age na AP* N. trato solitário e N. parabraquial lateral.* *Lesão = inibe hipertensão crônica via ANGII

28. O papel de Receptores alfa-adrenérgicos e colinérgicos do SNC no controle da Natriurese Conclusão Natriurese carbacol-induzida independe da alteração na atividade neuronal eferente renal. (=OT/ ANP) *Fluido tubular/ plasma

29. REGULAÇÃO NEUROENDÓCRINA DA SECREÇÃO DE ANP

30. Controle do balanço hidromineral por circuito neural cerebral Anderssons e cols. 1966: Hipotálamo exerce participação no controle da homeostase hídrica e salina. Anos 60 : Papel do SNC ingestão. Lesões bil. hipotálamo – ingestão seletiva Área Septal AV3V Complx. Amidalóide Hipotálamo Bulbo olfatório Ingestão/ excreção de NaCl

31. Controle do balanço hidromineral por circuito neural cerebral Conclusão Via neural controladora converge para hipotálamo, principal circuito integrador.

32. Controle do balanço hidromineral por circuito neural cerebral Novas técnicas: neurônio secretores de ANP e seus receptores no SNC * Estímulo osmótico

33. Controle do balanço hidromineral por circuito neural cerebral O ANP cardíaco atinge SNC podendo auto regular-se. (AR -) AV3V = < [ANP] plasma pela expansão volumétrica sem PA; FC ICV = Reduz excreção basal de NaCl e bloqueia natriurese via colinérgica.

34. Neurotransmissores / neuromoduladores do SNC e modulação da Homeostase Hidromineral Dopamina Aumenta o fluxo sanguíneo renal; filtragem, secreção de Na+ e depuração de creatinina independente de efeitos cardíacos. Baixas doses: diminuem resistência vascular sistêmica renal, aldosterona e interage com ANP - rins. Potencializa efeito diurético/ natriurético -ANP

35. Neurotransmissores / neuromoduladores do SNC e modulação da Homeostase Hidromineral Interação com diferentes subtipos de R = efeitos antagônicos. Lee e col. (2000), inibe ou estimula ANP, de acordo com subreceptor. Via infusão: natriurese e diurese sem ANP ANP não envolvida na natriurese por dopa Simpatectomia central Diurese e natriurese ANP Antagonista Dopa

36. Neurônios GABAérgicos hipotalâmicos Atuação desses na AVP pouco estabelecido. GABA no 3ºV não altera resposta secretora AVP; pressora ANG II nem carbacol. Mais, >PA por ANG II (sist)> GABA (prox. PVN), sem alterar AVP. ANP (PO e hipot. Ant) < GABA

37. Endotelinas Células endoteliais; regula funções cardiovasculares. Atua em células alvo por ETA e ETB No SNC controla PS e met. Eletrolítico Aumenta PA ET SNC Secreção de AVP (vivo, vitro) Resposta pressora independe de AVP, ratos Bratelboro

38. Investigações AV3V – expansão hídrica = natriurese; aumento ANP IV – sem alterações em ANP ET Central – aumento PA; AVP; nada em ANP* Neur. diencefálicos Cultura Aumento ANP Átrio cardíaco (vitro) *SNC: PA; AVP; via simpática, > FC, com natriurese induzida por ANP

39. Neurotensina Peptídeo intestinal, presente nos rins. Aumenta concentração via alimentar. Reduz PS; natriurese e níveis de ANP.

40. Substância P SNC e fibras aferentes; ação inibitória na excreção de NaCl Evidencias: Injetada na APO medial de animais com sobrecarga hídrica = redução na excreção de NaCl/K e volume Antagonista = revertia processo SP bloqueio parcialmente o carbacol (natriurese)

41. Hormônio estimulante dos melanócitos. Lobo intermédio da hipófise; controle hidromineral; ação natriurética; estimula ANP Ação α-MSH independe PS e hemodinâmica renal, tendo ação inibitória direta na reabsorção tubular NaCl; aumenta [ANP] plasmáticas – ação no átrio e modulação via autonômica.

42. Neuropeptideo Y SNC e SNP; Modula função renal PYY – ação oposta ANP Modulação ANP – nível atrial Fluxo renal Natriurese [ANP] sistêmico

43. Peptídeos opióides

44. Opióides endógenos Met-Encefalinas: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met Leu-Encefalinas: Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu Gerados a partir da clivagem da proencefalina. α-dinorfinas Dinorfina A Dinorfina B Gerados a partir da clivagem da prodinorfina β-endorfina Gerado a partir da clivagem da POMC δ κ μ

45. Receptores μ-opióides A maior parte dos analgésicos opióides usados para tratar a dor são parecidos com a morfina, e agem sobre receptores μ. 7TM; ligam-se a proteínas Gi e Go (Gi: INH AC, EXC canal K+, INH canal Ca2+; Go: EXC PLC, INH canal Ca2+). “Alternative splicing” do MOR-1 gera diferentes variações dos receptores; esses receptores costumam variar no éxon 4 (que codifica o C-terminal). RCSB PDB: 2iqo

46. -○-β-endorfina -●- D-ala2-m-enk

47. -○- Salina -●- Morfina -■- Vasopressina Huidobro-Toro & Huidoboro, 1981

48. Naloxona Salina

49. Receptores μ-opióides na regulação neuroendrócrina A injeção endovenosa de β-endorfina ↑ AVP plasmático de forma dose-dependente e hormética. A administração sistêmica de morfina em ratos normo-hidratados apresenta efeito diurético, ↑ reabsorção Na+ e Cl-. A administração i.c.v. de β-endorfina ↓ a [AVP]plasm de ratos normo-hidratados ou mantidos sob restrição hídrica.

50. ∴ “[a] morfina [ou outros agonistas μ-opióides] deve exercer uma ação direta nos túbulos renais, sem alteração na hemodinâmica renal e na filtração glomerular” (p. 97)

51. Receptores κ-opióides Ligante endógeno é a dinorfina A. 7TM; KOR-1 apresenta alta homologia com MOR-1, o que sugere mecanismo fisiológico (proteínas Go e Gi) semelhantes. Fármacos: cetociclazocina, pentazocina, nalorfina, nalbufina (agonistas κ e antagonistas μ)  efeito psicotomimético acentuado. PDB: 2A0D

52. Receptores κ-opióides “[a] administração de agonista κ-opióide aumenta a diurese, um efeito mediado aparentemente pela inibição da liberação de AVP”. ⊶ de agonista no ventrículo lateral (em animais privados de água) ↓ os níveis plasmáticos de ocitocina. ⊶ de antagonista (naloxona) ↑ ocitocina plasmática na gestação. Esse efeito é acompanhado da atividade neuronal, indexada pelos níveis de c-fos. ⊶ de dinorfina estimula a liberação de ANP in vivo.

53. Receptores δ-opióides Seletivos para encefalinas; 7TM; mecanismo de ação controverso; Ainda não existem fármacos que agem sobre esses receptores; relevância clínica limitada, por enquanto. http://www-personal.umich.edu/~him/odsup3.htm

54. Receptores δ-opióides e regulação neuroendócrina FK 33824 tem efeito antidiurético e diminui a excreção renal de Na+ e K+ quando injetada no órgão subfornical (em ratos com sobrecarga hídrica). Encefalina aumenta os níveis plasmáticos de AVP.

57. Receptor ORL-1 Apresenta alto grau de homologia aos receptores opióides tradicionais. Ligante endógeno: nociceptina ou orfanina FQ. As ações analgésicas da OFQ/N são revertidas por antagonistas opióides (o que é inesperado, dado que essa substância não se liga aos outros receptores). Quando co-expressados, MOR-1 e ORL-1 dimerizam-se, apresentam um perfil farmacológico no qual opióides e a OFQ/N podem deslocar uns aos outros.

59. Denervação renal

60. Dimerização de receptores opióides Os receptores opióides podem se associar com outros receptores do mesmo tipo (homodímeros) ou com outros GPCRs (heterodímeros). Em alguns casos, os heterodímeros apresentam propriedades farmacológicas “sinergísticas”. Também podem se associar a receptores adrenérgicos.

61. Opióides endógenos na diurese, natriurese e controle das [ ] de ANP, AVP e OT

62. “Em resumo, os resultados supracitados indicam que peptídeos opióides e análogos apresentam efeitos opostos sobre a diurese e natriurese. As respostas diuréticas e natriuréticas são provavelmente causadas pela liberação de ANP e ocorrem em baixas doses desses peptídeos; em doses elevadas, determinam a liberação de AVP e conseqüente antidiurese”

64. Disparo lento dos neurônios AVPérgicos do SON como set point do equilíbrio hidromineral A maior parte dos nrns magnocelulares AVPérgicos da SON apresentam um padrão de disparos lento (< 2 Hz) e irregular semelhante a uma distribuição de Poisson. Quando uma proporção pequena destes dispara (após perda de sangue, desidratação progressiva ou injeção de hipertônicos), esse padrão muda para uma resposta fásica regular (controlada por IK+ e ICa++). (Roper et al., 2004)

67. AVP É co-liberado com a OT em resposta ao aumento da osmolalidade plasmática. Ativa a NOS renal, liberando NO e produzindo cGMP; este atua na membrana luminal dos túbulos, fechando os canais de sódio dependentes de amilorida.

68. O peptídeo natriuérico atrial Ou: Como os romanos observavam demais as excreções dos outros

69. Bols e aliados: extratos atriais causam efeitos natriuréticos. “O ANP liberado pelos miócitos atriais circula até os rins, induzindo diurese e natriurese” (p. 98). “A urodilatina é um peptídeo natriurético (...) sintetizado no túbulo distal e age aumentando a natriurese e a diurese de forma parácrina sobre as células tubulares renais.”

70. Receptores ANPérgicos NPR-A: Ligado à guanilato ciclase. NPR-B: Ligado à guanilato ciclase. NPR-C: Ligado ao receptor de “clearance” (depuração) RCSB PDB: 1t34

71. Sítios natriuréticos neurais Lesões da eminência mediana bloqueiam o efeito natriurético, caliurético e antidiurético do NaCl, carbacol (agonista colinérgico não-seletivo) ou noradrenalina. ⊶ central do ANP inibe a ingesta de água induzida pela desidratação ou pela ANG II. ⊶de ANP ↓ ingesta de NaCl em ratos depletados de sal.

72. ● WT ○Npr3-/- △ Npr3+/- ● WT ○Npr3-/- Osmolalidade urinária 0, 1 ou 2 hs após sobrecarga de água ou após 12 hs de privação Clearance de ANP

73. Estímulos (e efeitos dessa estimulação) para os nrns ANP ↑ [Na+]: órgão vasculoso da lâmina terminal (OVLT), órgão subfornical (SFO), área postrema (AP). Expansão do volume extracelular ↓ ingesta de H2O ↓ ingesta de sal ↓ AVP ↓ ACTH ↓ LH ↓ Prl ↑ excreção de Na+ ↓ aldosterona

74. A qtd de ANP na neuro-hipófise e hipotálamo é cerca de 10.000x < do que a estocada no coração. Esse ANP cardíaco pode atuar diminuindo a força de contração e freqüência cardíaca, relaxando os vasos, diminuindo a resistência periférica, e produzindo diurese, natriurese e inibição da ingesta de sal e água  Equilibra a homeostase de volume que foi alterada pela EVE.

75. EVE Barorreceptores (átrio direito) NTS Nrns ACh hipotálamo Nrns ANP hipotálamo ↑ [ANP] LC OT PVN ↑ [OT] OT SON NATRIURESE

76. ANP OT NO Prostaglandinas (+) Renina-angiotensina Atividade do nervo simpático Vasopressina Endotelina (-) Vasodilatação Natriurese

77. http://www.slideshare.net/caio_maximino/neuroendocrino