Participação
da
melanina
no
mecanismo de transdução
mecano-elétrica da orelha interna - revisão de
literatura e implicações clínicas
Participation
of
melanin
in
the
mechanoelectrical transduction of the inner
ear - literature review and clinical
implications
Resumo
Na prática clínica há evidências de que tecidos ricos em melanina na sua composição como a úvea e a cóclea, possuem estreita relação entre sua presença e o bom funcionamento dos órgãos que os contêm. A estria vascular exerce importante papel na fisiologia coclear por regular os potenciais endolinfáticos através de canais iônicos, assim como na produção e absorção de endolinfa. Suas células intermediárias são consideradas melanócitos por apresentarem todos os estágios de melanogênese no citoplasma. Assim, espera-se que doenças que afetem a melanogênese acabem por influir no bom funcionamento das bombas de sódio e potássio da estria vascular e conseqüentemente na manutenção do potencial endococlear e no mecanismo de transdução mecano-elétrica do som. O objetivo deste trabalho é revisar a literatura no sentido de analisar o papel da melanina na fisiologia coclear a partir de estudos experimentais que relacionam doenças que alteram a pigmentação e doenças cocleares, sugerindo sua importância e possibilidades terapêuticas futuras.
Palavras-chave:
Melaninas. Audição. Cóclea. Fisiologia. Rogerio Fernandes Nunes daSilva1
Ektor Tsuneo Onishi2
1 Otorrinolaringologista, Mestre
em Ciências da Saúde pela Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Professor Assistente da Disciplina de Otorrinolaringologia da Faculdade de Medicina do ABC.
2 Professor Doutor do Programa
de Mestrado Profissional em Reabilitação do Equilíbrio Corporal e Inclusão Social da
Universidade Bandeirante de São Paulo (UNIBAN - Brasil).
Autor para correspondência: Ektor Tsuneo Onishi
Rua Maria Cândida, 1813 São Paulo, CEP: 02.071-022 E-mail: ektor_onishi@yahoo.com.br
Introdução
A estria vascular é considerada um epitélio vascular que se estende do ligamento espiral até a membrana de Reissner formando a maior porção da parede lateral do labirinto membranáceo coclear, sendo responsável pela secreção e absorção do líquido endolinfático e manutenção do gradiente elétrico às custas de energia1. A presença de grande quantidade de mitocôndrias indica sua alta atividade metabólica. É formada por capilares e outros 3 tipos de células: Marginais (cromófilas, ou escuras), Intermediárias (cromófobas, ou claras) e Basais2.
As células marginais estão dispostas em linha na superfície em contato com a endolinfa. Apresentam grande número de organelas que lhes conferem, à microscopia, um aspecto escurecido ao seu citoplasma com muitas mitocôndrias.
As células intermediárias estão subjacentes às marginais. Apresentam quantidade menor de organelas, possuem grânulos e projeções que estão em contato com as marginais e capilares.
As células basais são longas, contém quantidade maior de lipídeos e são pobres em organelas. Apresentam desmossomas e tight junctions que mantém contato com o ligamento espiral e espaço perilinfático, sendo células de sustentação.
Há evidências de que a estria vascular tem origem embriológica diversa devido aos tipos de células que a constituem. Melanócitos podem ser encontrados em epitélios de células secretoras, da crista neural da ectoderme, e estão presentes em estruturas da orelha interna, como na membrana de Reissner, modíolo, vasos da proeminência espiral e principalmente na estria vascular. As células intermediárias podem ser consideradas melanócitos por apresentarem todas as etapas de melanogênese3,4.
No citoplasma dos melanócitos o aminoácido tirosina sofre ação da enzima tirosinase em conjunto com o cofator Cobre cataliza uma reação de hidroxilação havendo a formação de 3,4 dihidroxifenilalanina, também chamada Dopa, que vai ser metabolizada formando-se a melanina. Essa última etapa é realizada por enzimas e cofatores não muito bem estudados. Tirosinase+Cu
Tirosina---3,4 dihidroxifenilalanina (Dopa)--- melanina
Revisão da Literatura
Hilding em estudo experimental observou relação entre quantidade e maturação de pigmentação e idade durante diferentes fases de embriogênese. Estágios precoces de melanogênese foram achados em cobaias jovens e em adultos todos os estágios foram encontrados5.
Gill e Salt6 analisaram as diferenças quantitativas de cálcio endolinfático e potencial endococlear em cobaias pigmentadas e albinas. Os níveis de cálcio endolinfático e a distribuição de melanina aumentam da base para o ápice da cóclea, enquanto o potencial diminui. Em albinos havia menor nível de
Si lva, Oni shi , 2 0 11
cálcio no ápice e consequentemente maior potencial. Esses resultados confirmam a diferença de fisiologia coclear de cobaias albinas e pigmentadas decorrente da ausência de melanina que está relacionada com o transporte ativo do íon cálcio para a endolinfa.
Barrenas7 realizou estudo experimental com cobaias albinas e pigmentadas vermelhas e pretas expostas a ruído, com uso de cloroquina e controle por 30 dias, e avaliação microscópica de células ciliadas após sacrifícadas. O grupo vermelho exposto à ruído sofreu maior perda celular que o albino e preto. Isso sugere que a melanina protege a orelha interna do trauma acústico, em cobaias pretas que possuem eumelanina. Os vermelhos que contém feomelanina estão menos protegidos, sugerindo sua toxicidade quando comparados com os albinos.
Conlee et al8 demonstraram a maior ototoxicicidade da gentamicina em cobaias albinas em relação as pigmentadas. Os resultados indicaram que cócleas pigmentadas são menos susceptíveis a gentamicina que as albinas e defenderam a hipótese que a melanina pode inibir a ototoxicicidade de aminoglicosídeos.
Nakashima9 realizou análise histopatológica de osso temporal humano de pacientes com Síndrome de Waardenburg e disacusia neurosensorial. O principal achado foi a ausência de pigmentação da orelha interna e anormalidade cocleossacular.
Discussão
Existe uma relação entre melanócitos e capilares de vasos sanguineos. Durante o período de embriogênese, os melanócitos e seus processos (ou evaginações) estão sempre em contato com os capilares em ambas as formas, maduras e imaturas. A migração e incorporação dos melanócitos na estria vascular pode se dar através do ligamento espiral ou dos vasos sangüíneos, e a síntese de melanina pode estar relacionada diretamente com a função da estria vascular1.
Animais albinos têm organelas em suas células intermediárias da estria que contém cristais sem pigmentação, pois o defeito genético não possibilita a produção de melanina3,4. A associação de anormalidades de pigmentação de cabelos, olhos e pele em humanos e vários outros mamíferos leva a suspeita de um defeito de migração de células da crista neural, como pode ser observado na síndrome de Waardenburg, onde há anormalidades nas células intermediárias demonstradas à microscopia eletrônica.
A associação entre alterações de pigmentação e disacusias pode ser agrupada em clássicas síndromes descritas, e cujo prognóstico auditivo é variável.
A Síndrome de Vogt-Koyanagi-Harada é uma doença autoimune que afeta melanócitos localizados na pele, úvea, orelha interna, pêlos e meninges. Os achados mais comuns são os oftalmológicos com uveíte difusa bilateral, geralmente granulomatosa. Dentre as manifestações extra-oculares podemos citar alopécia, vitiligo, zumbido, disacusia e sintomas meníngeos, com aumento da pressão e pleocitose no líquor. Os sintomas cócleo-vestibulares são decorrentes da hidropsia endolinfática produzida pela doença, com crises de vertigem rotatória, zumbido e hipoacusia flutuante4,10.
A Síndrome de Waardenburg é uma doença genética autossômica dominante com perda auditiva neurossensorial com albinismo parcial de cabelos (mecha branca) havendo ausência de órgão de Corti, atrofia de estria vascular e ausência de neurônios do gânglio espiral. Pode haver ou não associação com distopia de epicanto, tipo 1 e 2 respectivamente, sendo a do tipo 2 com maior chance de envolvimento coclear.
Estudos apontam para uma maior susceptibilidade da orelha interna de cobaias albinas frente a determinados estímulos danosos, como exposição à ruído e administração de aminoglicosídeos (gentamicina)8. Isso pode sugerir uma menor reserva coclear nas cobaias albinas quando comparadas com as pigmentadas.
O desequilíbrio dos níveis de cálcio endolinfático pode alterar o funcionamento das células ciliadas da cóclea, no processo de transdução do estímulo sonoro, produção de neutransmissores e motilidade ciliar. Estudos experimentais demonstram elevação do cálcio em cobaias com hidropsia endolinfática induzida, revelando a importância da distribuição e homeostase desse íon na fisiologia coclear. Os níveis de cálcio acompanham a distribuição da melanina ao longo da cóclea que aumenta da base para o ápice6. Adaptações celulares as menores concentrações de cálcio podem ser a justificativa para uma maior susceptibilidade à exposição a ruído e ototoxicidade nas cobaias albinas, sugerindo a ação citoprotetora da melanina.
Conclusão
Existem hipóteses do papel da melanina na função e desenvolvimento da cóclea humana. Tem grande importância na manutenção dos níveis de cálcio endococleares, proteção quanto à exposição ao ruído e ototoxicidade. Maior elucidação sobre o papel da melanina na fisiologia coclear implicaria não só na explicação do mecanismo fisiopatológico das doenças descritas, mas também na possibilidade de diagnosticar e atuar mais precocemente prevenindo seqüelas auditivas e visuais.
Abstract
Introduction: there is evidence in clinical practice that melanin-rich tissues as the uvea and the cochlea, have a close relationship between their presence and proper functioning of the organs containing them. The stria
vascularis plays an important role in physiology by
regulating cochlear endolymphatic potential through ion channels, as well as the production and absorption of endolymph. Its intermediate cells are considered as melanocytes because they present all stages of melanogenesis in the cytoplasm. Thus, it is expected that diseases that affect melanogenesis may eventually influence the functioning of the sodium-potassium pumps in the stria vascularis and consequently in the
maintenance of endocochlear potential and the
mechano-electrical transduction mechanism of sound. The aim of this paper is to review the literature in order to analyze the role of melanin in the cochlear physiology from experimental studies that relate diseases
that affect pigmentation and cochlear disease, suggesting their importance and future therapeutic possibilities.
Key-Words: Melanins. Hearing. Cochlea. Physiology.
Referências
[1] Cable J, Steel KP. Identification of two types of melanocyte within the stria vascularis of the mouse inner ear. Pigment Cell Res. 1991;4:87-101. [2] Felix H, de Fraissinette A, Johnsson LG, Gleeson MJ. Morphological features of human Reissner membrane. Acta Otolaryngol. 1993;113(3):321-5.
[3] Heinrich UR, Maurer J, Mann W. Use of electron spectroscopic imaging to determine element composition of the melanin granulles in the stria vascularis of the guinea pig. Eur Arch Otorhinolaryngol. 1998;255(7):340-6. [4] Tahara T, Sekitani T. Neurotological Evalution of Harada’s Disease. Acta Otolaryngol. 1995;519:110-3.
[5] Hilding DA, Ginzberg RD. Pigmentation of Stria Vascularis. Acta Otolaryngol. 1977;84:24-37.
[6] Gill SS, Salt NA. Quantitative differences in endolymphatic calcium and endocochlear potencial between pigmented and albino guinea pigs. Hear Res. 1997;113:191-7.
[7] Barrenas ML. Hair Cell loss from acoustic trauma in chloroquine-treated red, black and albino guinea pigs. Audiology. 1997;36:187-201.
[8] Conlee JW, Bennett ML, Creel DJ. Differential effects of gentamicin on the distribution of cochlear function in albino and pigmented guinea pigs. Acta Otlaryngol 1995;115:367-74.
[9] Nakashima S, Sando I, Takahashi H. Temporal bone histopathologic findings of Waadenburg syndrome: a case report. Laryngoscope. 1992;102:563-7.
[10] Yoshimoto Y. Otoneurological observation and classification of Harada Disease presenting with aural symptoms, especially vertigo. Acta
