Os dois principais neurotransmissores encontrados no TGI são a acetilcolina (ACh) e o óxido nítrico (NO). No entanto, há inúmeros neurotransmissores cuja as
modificações já foram sugeridas na DC humana (H) e experimental (E), como descrito a seguir e resumido na Tabela 1.
Tabela 1. Principais neurotransmissores envolvidos na DC intestinal
Neurotransmissorres na DC Neurotransmissor Função NT+DC
ACh Excitatória ↓ (JABARI et al., 2011) (H)
NO Inibitória -(JABARI et al., 2012) (H); (RICCI et al., 2016) (E) CGRP Sensorial ↓ (BURNSTOCK; GRIFFITH, 1988) (H)
NPY Inibitória -(DA SILVEIRA et al., 2007) (H) ↓ (DEFARIA; DE
ACH – acetilcolina; NO – óxido nítrico; CGRP – peptídeo relacionado ao gene da calcitonina; NPY – neuropeptídio Y, Sub P – substância P, NK1R – receptor de neuroquinina 1, VIP – polipeptídeo intestinal vasoativo. Setas indicam aumento ou diminuição do neurotransmissor, e traço indicam que o neurotransmissor não se alterou na patologia. (H) indicam experimentos em humanos e (E) experimentos em animais.
A descoberta de que pequenos peptídeos estavam presentes em neurônios entéricos inaugurou várias descrições de populações de neurônios entéricos contendo neuropeptídeos específicos. A partir destes estudos, a natureza complexa dos circuitos entéricos altamente organizados começou a emergir. Por exemplo, a identificação de neurônios mioentéricos somatostatina-positivos que dão origem a processos que terminam apenas em outros gânglios entéricos os definiu como interneurônios e descartou sua função motora (SCHEMANN; NEUNLIST, 2004).
Para outros peptídeos a situação não era tão simples pois a imunorreatividade da substância P estava presente em um grande número de fibras nervosas presentes na maioria dos tecidos alvo incluindo os gânglios mioentérico e submucoso, vasos sanguíneos, e todas as camadas musculares e mucosas.
Achados semelhantes aplicaram-se aos peptídeos VIP e opioides. Um dos maiores problemas associados com a abordagem imuno-histoquímica é que as terminações dos neurônios entéricos identificados não puderam ser prontamente estabelecidas. A proliferação de descrições por técnica imuno-histoquímica de peptídeos em cortes histológicos de intestino aumentou o problema, com muitos autores descrevendo estes aspectos, mas sem integrar as observações sobre a importância das funções dos neuropeptídeos no intestino (COSTA; FURNESS, 1982; COSTA;
FURNESS; GIBBINS, 1986).
Apesar da promessa inicial de descobrir os papéis dos neuropeptídeos entéricos, uma série de problemas emergiu. Um estudo analítico completo requer inúmeras combinações e permutações de experimentos apenas para estabelecer quais formas moleculares estão realmente presentes nos neurônios entéricos e ainda quais os receptores estariam envolvidos. Métodos analíticos de purificação, separação e síntese são necessários para desvendar a complexidade das famílias de peptídeos. Poucos laboratórios desenvolveram a combinação necessária de métodos para uma investigação sistemática da crescente variedade de peptídeos descobertos. O processo de identificação molecular dos peptídeos entéricos está longe de ser completo e levanta a questão de quanto trabalho se justifica e como isso afeta a interpretação de resultados histoquímicos e farmacológicos, uma vez que focar em um único peptídeo implica em perder o contexto mais amplo da complexidade neuroquímica funcional. Se somarmos a estas dificuldades à questão de encontrar um modelo experimental apropriado para estudar a DC e a oportunidade escassa de obter amostras humanas fica ainda mais claro porque a maioria dos estudos em DC e neuropeptídios intestinais e neuronais são fragmentários (ALMEIDA et al., 1977; DA SILVEIRA et al., 2008; MOREIRA et al., 2013; NASCIMENTO et al., 2013).
Por sua vez a identificação de neurônios motores entéricos excitatórios e inibitórios foi bem estabelecida com bases funcionais, na década de 1970. Importante destacar que no final da década de 1960, neurônios inibitórios intrínsecos foram redescobertos e chamados não adrenérgicos-não colinérgicos (NANC) (LANGLEY, 1921; KOSTERLITZ; PIRIE; ROBINSON, 1956; CREMA; FRIGO; LECCHINI, 1970;
BURNSTOCK; COSTA, 1973; BENNETT, 1997).
O simples experimento de remover o plexo mioentérico in vivo no intestino delgado de cobaia permitiu abordar este problema. Após “miectomia” todas as fibras nervosas desapareceram da camada circular do músculo, demonstrando que se originariam em, ou atravessariam gânglios mioentéricos (WILSON et al., 1987), localizando pois, neste plexo, a maioria dos neurônios motores. Já a questão de saber se apenas duas classes de axônios estão presentes no músculo e correspondem inequivocamente ao neurônio excitatório e inibitório ainda gera controvérsias. Dois bons marcadores histoquímicos para fibras nervosas no músculo circular, a Substância P (co-transmissor de neurônios motores excitatórios), e VIP (um importante transmissor de neurônios inibitórios entéricos (FAHRENKRUG, 1979) foram estudados, mas isto não exclui a possibilidade de outros neurotransmissores estarem presentes, de forma que esta visão dualista de uma inervação inibitória e excitatória (LLEWELLYN-SMITH et al., 1988) tem sido revista (WILSON et al., 1987; LLEWELLYN-SMITH et al., 1988;
UEMURA et al., 1998), embora tenha aplicação em sistemas mais simplificados. Os neurônios poderiam co-localizar NT inibitórios e excitatórios no corpo neuronal e até mesmo nas fibras nervosas tornando ainda mais complexo o estudo da função via imuno-histoquímica e imunofluorescência (BROOKES; STEELE; COSTA, 1991;
PELAYO et al., 2014).
Em estudos iniciais detalhados por imuno-histoquímica de subpopulações entéricas na década de 1980, ficou claro que certos marcadores foram associados a populações morfológicas específicas e que algumas combinações de marcadores identificam melhor um tipo neuronal. Isso deu origem ao conceito de “Codificação química” que propunha que todas as classes de neurônios entéricos com formas e combinações específicas de marcadores químicos eram provavelmente associadas com
uma função específica. Da mesma forma, uma única classe funcional de neurônio entérico compartilharia formas e combinações semelhantes de marcadores (COSTA;
FURNESS; GIBBINS, 1986).
A ACh medeia a neurotransmissão no SNC e SNP. É essencial em diversas funções, mas em específico no SNP tem função importante na rapidez da neurotransmissão sináptica excitatória (GALLIGAN et al., 2000). No SNE os neurônios mioentéricos colinérgicos são imunorreativos para a ChAT e incluem neurônios aferentes primários e neurônios motores excitatórios em estudo realizado em cobaias (FURNESS, 2006).
Akpan e colaboradores (2008), mostraram que as formas tripomastigotas de T.
cruzi extracelular, via fator neurotrófico derivado do parasito (PDNF) estimulam a expressão mRNA e proteínas da acetilcolina transferase (ChAT) e do transportador vesicular de acetilcolina (VAChT) em células neuronais colinérgicas da linhagem derivada de feocromocitoma da supra renal de ratos (PC12) através da ativação de tirosina quinase A (TrkA), enquanto que a infecção intracelular de T. cruzi tem o efeito oposto. Seus resultados sugerem que a invasão do T. cruzi no sistema nervoso desregula o metabolismo da ACh, que pode ser importante na neuropatologia que caracteriza a progressão da DC (AKPAN et al., 2008).
Em 1991 utilizando a marcação retrógrada, neurônios motores excitatórios foram identificados utilizando acetilcolina, o que foi detectado por imunorreatividade para a enzima ChAT (colina acetiltransferase). A distribuição imuno-histoquímica desta enzima confirmou o papel principal de acetilcolina como transmissor excitatório de neurônios entéricos motores (BROOKES; STEELE; COSTA, 1991). Entretanto, estimulação transmural provocou contrações mediadas por nervos que eram resistentes aos antagonistas do receptor de acetilcolina. Evidência inicial de que a substância P foi provavelmente responsável por estas contrações foi suportada pelo achado anatômico de que as taquicininas são co-localizadas com ChAT em neurônios entéricos projetando para o músculo.
A ideia de mecanismos envolvendo múltiplas transmissões agora amplamente aceitas para a maioria dos neurônios foi anatomicamente fundamentada por estas
observações. Já a identificação do sistema motor inibitório entérico para o músculo circular também foi concluída no início dos anos noventa, usando traçador retrógrado combinado com imuno-histoquímica para a enzima óxido nítrico sintase (NOS) (COSTA et al., 1992). A descoberta subsequente de que VIP extraído do tecido intestinal tinha uma ação relaxante no músculo intestinal (FAHRENKRUG, 1979;
SAID, 2007) e sua localização nas terminações nervosas nas camadas musculares (LARSSON et al., 1976) levou a propor papel inibitório para este transmissor (GRIDER et al., 1985). Assim neurônios inibitórios podem utilizar mais de um mecanismo para relaxar o músculo.
A síntese de NO envolve duas etapas. Na primeira, ocorre a hidroxilação de um dos nitrogênios guanidinos da L-arginina para gerar NG-hidroxi-L-arginina (NHA).
Esta reação utiliza NADPH e oxigênio (O2) e, provavelmente, envolve o complexo heme da NOS. Na segunda etapa, ocorre a conversão da NHA em NO e citrulina.
Flavina adenina dinucleotídeo (FAD), flavina mononucleotídeo (FMN) e a tetraidrobiopterina (BH4) são utilizados como co-fatores na reação (MARLETTA et al., 1988; MARLETTA, 1994).
Todas as isoformas de NOS podem ser inibidas por análogos da arginina N-substituídos, como a NG-monometil-L-arginina NMMA), N-imino-etil-Lornitina (L-NIO), NG-amino-L-arginina (L-NAA), NG-nitroL-arginina (L-NA) e o metil éster correspondente, o NG-nitro-L-arginina-metil-éster (L-NAME). Estes análogos competem com a L-arginina e agem como inibidores estéreo específicos da NOS (REES et al., 1990; MONCADA; PALMER; HIGGS, 1991) Além destes inibidores, a aminoguanidina é também capaz de inibir a NOS e apresenta uma relativa seletividade para i-NOS (SZABÓ, 1995). Vários destes inibidores têm sido utilizados em estudos da função do NO, tanto em células isoladas como in vivo.
A localização da enzima sintética, NOS, nos neurônios mioentéricos que se projetam para o músculo e sua localização sub-celular em neurônios mioentéricos (LLEWELLYN-SMITH et al., 1992), confirmou que o NO é um dos neurotransmissores dos neurônios motores inibitórios entéricos. A evidência que provavelmente há apenas uma classe de neurônios inibitórios que contêm e utilizam
uma combinação de VIP, NO e ATP parece convincente, mas há uma lacuna para estabelecer os mecanismos de ação dos transmissores em diferentes partes do intestino, em diferentes espécies e em diferentes condições fisiológicas ou patológicas.
O óxido nítrico (NO) atualmente é considerado o neurotransmissor inibitório predominante (RAJFER et al., 1992; SANDERS; WARD, 2019), e é acoplado via receptores pós-funcionais não tradicionais (ou seja, proteínas citoplasmáticas). Os mecanismos intracelulares envolvidos no relaxamento e na hiperpolarização da musculatura lisa do trato gastrointestinal resumidamente envolvem a ativação da guanilil ciclase que leva à produção de cGMP, ativando a proteína quinase G, que ativa os canais K+ diminuindo a sensibilidade ao Ca2+ e assim provendo efeito funcional na musculatura lisa (KOH et al., 1995, 2001; SAUZEAU et al., 2000; KHROMOV et al., 2006).
Os critérios estabelecidos na década de 1950 para uma substância ser um transmissor exigiam as seguintes características: de se assemelhar, de presença, síntese, liberação, inativação. O mesmo transmissor pode estar presente em diferentes classes de neurônios. Da mesma forma, ausência de uma substância transmissora, demonstrada por imuno-histoquímica, pode não implicar a sua total ausência do neurônio (PORTER et al., 1997, 1998). Conclusões simplistas sobre a etiologia das doenças deduzidas da ausência de um único neuroquímico podem ser evitadas adotando o conceito de codificação química.