GABA and glutamate transporters: new events and function in the vertebrate retina

The neural retina is a highly complex tissue composed of excitatory and inhibitory neurons and glial cells. Glutamate, the main excitatory neurotransmitter, mediates information transfer from photoreceptors, bipolar cells, and ganglion cells, whereas interneurons, mainly amacrine and horizontal cells, use γ-aminobutyric acid (GABA), the main inhibitory neurotransmitter. In this review we place an emphasis on glutamate and GABA transporters as highly regulated molecules that play fundamental roles in neurotransmitter clearance, neurotransmitter release, and oxidative stress. We pharmacologically characterized glutamate transporters in chicken retina cells and identified two glutamate transporters: one Na+-dependent transporter and one Na+-independent transporter. The Na+-dependent uptake system presented characteristics related to the high-affinity xAG- system (EAAT1), and the Na+-independent uptake system presented characteristics related to the xCG- system, which highly contributes to glutamate transport in the retina. Glutamate shares the xCG- system with another amino acid, L-cysteine, suggesting the possible involvement of glutathione. Both transporter proteins are present mainly in Müller glial cells. GABA transporters (GATs) mediate high-affinity GABA uptake from the extracellular space and terminate the synaptic action of GABA in the central nervous system. GABA transporters can be modulated by molecules that act on specific sites to promote transporter phosphorylation and dephosphorylation. In addition to a role in the clearance of GABA, GATs may also release GABA through a reverse transport mechanism. In the chicken retina, a GAT-1 blocker, but not GAT2/3 blocker, was shown to inhibit GABA uptake, suggesting that GABA release from retina cells is mainly mediated by a GAT-1-like transporter.

Efeito modulador da glutationa na liberação de gaba induzida por glutamato em retinas de embrião de galinha

O ácido γ-aminobutírico (GABA) e o glutamato são, respectivamente, os principais neurotransmissores inibitório e excitatório no Sistema Nervoso Central (SNC) e são fundamentais para o processamento visual. Estudos revelam que o glutamato induz liberação de GABA na retina. Trabalhos prévios também apontam que compostos tióis regulam a liberação de GABA, mas ainda não são totalmente esclarecidos os efeitos de tióis (-SH) sobre os níveis endógenos deste neurotransmissor na retina. Neste intermédio, a glutationa (GSH) além de ser o mais importante dos compostos tióis, vem demonstrando exercer um papel neuromodulador na liberação de neurotransmissores. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar um possível efeito modulador de GSH sobre a liberação de GABA mediada por glutamato em retinas de embrião de galinha. Para isso, utilizamos como modelo experimental tecido retiniano íntegro de embrião de galinha, com sete ou oito dias de desenvolvimento. Nos ensaios de liberação de GABA, as retinas foram tratadas com GSH (100 e 500 μM); glutamato (50 e 500 μM) e Butionina Sulfoximina (BSO), inibidor da síntese de glutationa, (50 μM) por 15 minutos, e os níveis de GABA liberado para o meio extracelular foram quantificados por Cromatografia Líquida de Alta Eficácia (CLAE). Para experimentos de liberação de compostos tióis (–SH), as retinas foram incubadas com glutamato (100 μM) com ou sem Na+ por 15 minutos, e os seus níveis extracelulares foram determinados pela reação com DTNB e quantificados por espectrofotometria (412 nm). Os resultados revelam que o glutamato, assim como GSH, liberam GABA. Nossos dados também demonstram que BSO atenua a liberação de GABA promovida por glutamato. Além disso, demonstramos que glutamato induz liberação de compostos tióis independentemente de sódio. Sendo assim, é sabido que glutamato é capaz de liberar GABA e tióis; dentre estes, GSH é o mais abundante e responsável por também liberar GABA. Sabe-se também que uma vez inibida a síntese de GSH por BSO, a liberação de GABA induzida por glutamato é atenuada. Então, se sugere uma possível modulação de GSH na liberação de GABA induzida por glutamato, em retinas íntegras de embrião de galinha.

Avaliação do efeito protetor da Euterpe oleracea (açaí) na resposta eletrofisiológica da retina de ratos expostos ao metilmercúrio

O metilmercúrio (MeHg) é a forma mais tóxica do mercúrio. A exposição ao MeHg gera estresse oxidativo, podendo afetar a retina, pois esta possui alta vulnerabilidade em função do seu elevado conteúdo de ácidos graxos poliinsaturados e consumo de oxigênio. Nesse contexto, a administração de antioxidantes exógenos obtidos pela dieta, como os presentes na Euterpe oleracea (açaí), poderia ser uma forma de prevenir esse desequilíbrio e suas consequências. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o possível efeito protetor da Euterpe oleracea nas alterações eletrofisiológicas causadas pelo MeHg na retina. Para tal, foi realizada gavagem com MeHgCl (5 mg/Kg) ou solução salina (NaCl 0,9%) durante 7 dias e pré-tratamento com ração enriquecida com polpa de açaí (10%) por 28 dias. Foram utilizados ratos Wistar divididos em 4 grupos: Grupo MeHg (recebeu ração padrão e MeHgCl); MeHg+Açaí (ração enriquecida com açaí e MeHgCl); Açaí (ração enriquecida com açaí e NaCl); Veículo (ração padrão e NaCl). Um dia após a última gavagem os animais foram submetidos ao eletrorretinograma de campo total (ffERG) para obtenção da resposta escotópica (de bastonetes, mista 1 e mista 2) e fotópica (de cones e de flicker em 12; 18; 24 e 30Hz). No dia seguinte ao ffERG foi aplicado o teste campo aberto para avaliar a atividade locomotora dos animais. Posteriormente, foi feita medição de peroxidação lipídica no tecido retiniano pelo método TBARS. A análise estatística foi feita pelo teste ANOVA de uma via com pós-teste de Tukey, considerando significativo p<0,05. Os resultados do campo aberto e da massa corporal não apresentaram diferença entre os grupos. O MeHg reduziu a amplitude das seguintes respostas: onda-b da resposta de bastonetes (Veículo: 114,6±23,6 μV e MeHg: 41,2±9,6 μV); onda-a (Veículo: 8,4±1,4 μV e MeHg: 3,4±0,3 μV) e onda-b (Veículo: 176,7±17,8 μV e MeHg: 69,5±12,0 μV) na resposta mista 1; onda-a (Veículo: 103,1 ±23,3 μV e MeHg: 40,2±9,6 μV) e onda-b (Veículo: 281±,38,3 μV e MeHg: 138,6±14 μV) da resposta mista 2; onda-a (Veículo: 27,2 ±3,6 μV e MeHg: 7,5±1,8 μV) e onda-b (Veículo: 139,3±16,1 μV e MeHg: 54,4±10 μV) da resposta de cones; onda-b nas frequências 12 Hz (Veículo: 67,7±10μV e MeHg: 28,6±6,9 μV), 18 Hz (Veículo: 31,3±3,4 μV e MeHg: 14,2± 2,3 μV) e 24 Hz (Veículo: 21,0±1,8μV e MeHg: 11,0± 1,1μV) e 30 Hz (Veículo: 10,9±0,6μV e MeHg: 6,0± 1,1μV). O tempo implícito das ondas não foi alterado em nem uma das respostas. O pré-tratamento com Euterpe oleracea evitou a redução de amplitude de ambas as ondas nas respostas mista 1 (onda-a: 8,3±0,6 μV; onda b: 144,1±7,1 μV) e mista 2 (onda-a: 106,4±13,6μV; onda b: 275,2±27,6 μV), assim como da onda-b da resposta de cones (104,5±5,9 μV) e fotópica de flicker em 12 Hz (67,2±9,1 μV), 18 Hz (29,5±4,8 μV) e 24 Hz (21,9±2,4 μV). A peroxidação lipídica no tecido retiniano do grupo MeHg (294,9±205,8%) foi maior que a do Veículo (100±25,1%) e o açaí protegeu contra esse dano oxidativo (MeHg+Açaí: 111,2±26,1%). Nossos resultados demonstraram alteração difusa na resposta eletrofisiológica e aumento na peroxidação lipídica da retina induzidos pelo MeHg e proteção exercida pelo açaí nesses dois parâmetros. Assim, a Euterpe oleracea poderia ser utilizada como importante alternativa para amenizar as alterações causadas pelo MeHg na retina.

Avaliação do método de fotooxidação do DiI por diodo emissor de luz (led): aspectos morfológicos de células horizontais da retina humana

A análise da morfologia celular é um aspecto crucial da neurobiologia, pois a relação entre forma e função pode definir os processos fisiológicos na saúde e na doença. Um dos principais métodos para avaliar a morfologia celular é por meio da fotooxidação de marcadores fluorescentes intracelulares, dentre os quais se tem o percloreto de 1,1’-dioctadecil-3,3,3’,3’-tetrametil-indocarbocianina (DiI), uma carbocianina lipofílica que pode marcar células vivas ou fixadas. O DiI foi escolhido para este trabalho devido, dentre outros fatores, à sua importante utilização para estudos de morfologia celular. Como modelo para avaliar a qualidade da fotooxidação do aparelho construído para essa finalidade, elegeu-se as células horizontais da retina humana com o intuito de prosseguir com estudo morfométrico posterior dessas células, tendo em vista a escassez de trabalhos com essa abordagem em retina humana. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a qualidade do método de fotooxidação do DiI através de LED e utilizando como modelo células horizontais da retina humana. O material foi obtido do Banco de Olhos do Hospital Ophir Loyola e, em sequência dissecado, marcado com cristais de DiI e fotooxidado com o aparelho de LED. As imagens que resultaram do novo método de iluminação para fotooxidação de traçador fluorescente apresentou elevada qualidade de detalhes da morfologia neuronal, similares aos resultados obtidos em reações de fotoconversão convencional com microscópio, o que permite concluir que o aparelho mantém a eficiência da fotooxidação por revelar detalhes finos da morfologia celular, inclusive com as vantagens de processar áreas maiores de tecido e considerável redução de custo por dispensar o emprego de microscópio para o processo.

Análise morfológica e topográfica das células ganglionares da retina do caititu (Tayassu tajacu)

Na Amazônia habitam diversas espécies de animais silvestres, tornando-a um importante local de investigação sobre fisiologia comparada. Dentre estas espécies, destacamos o caititu Tayassu tajacu, animal distribuído na América Central e Latina. Existem várias publicações acerca da morfologia de órgãos sexuais, carne e sangue do caititu. Porém, no que diz respeito ao estudo sobre a morfofisiologia visual do caititu, as publicações ainda são escassas. Diante dessa realidade, o presente estudo investigou a morfologia e topografia das células ganglionares da retina do Tayassu tajacu. Foram utilizadas seis retinas, provenientes de oito animais de ambos os sexos da espécie Tayassu tacaju. Os caititus, criados e mantidos em cativeiro na Empresa Brasileira de Pesquisa Brasileira - Embrapa/Pará, foram abatidos de acordo com as normas de manejo animal para posterior retirada e fixação dos olhos. As retinas foram dissecadas e coradas utilizando a técnica de Nissl para visualização de células ganglionares, amácrinas deslocadas, hemácias, micróglia e células componentes da vascularização. A contagem de células ganglionares foi realizada ao longo do eixo horizontal e vertical, sendo o número de células ganglionares por campo convertido em valores de densidade. Diferentes regiões da retina foram analisadas quanto à densidade celular, obtendo-se como valor médio de densidade 351,822 ± 31,434 CG/mm². Verificaram-se diferenças de densidade entre as regiões estudadas: a região dorsal teve densidade média e desvio padrão de 894 ± 44 CG/mm²; a região ventral 894 ± 1 CG/mm²; a região nasal 1.403 ± 43; e a região temporal com 1596 ± 251. O pico de densidade a média, localizado a aproximadamente 3,13 mm de distância no sentido dorsal e 6,77 mm no sentido temporal do nervo óptico, foi de 6.767 CG/mm². Verificaram-se duas regiões especializadas, a faixa visual e a area temporalis. A faixa visual, localizada no sentido horizontal da região nasal para temporal, apresentou alta densidade celular, possivelmente proporcionando melhor visão panorâmica do ambiente e detecção de objetos em movimento no horizonte. Já a area temporalis, localizada dentro da faixa visual, proporciona maior acuidade visual e resolução espacial, do meio em que vivem Os resultados deste trabalho permitem iniciar comparações morfofisiológicas da retina dos caititus com a de outras espécies animais.

Prevalência de hipertensão arterial em pacientes com oclusão do ramo da veia central da retina

OBJETIVOS: Identificar em pacientes com oclusão do ramo da veia central da retina utilizando a monitorização ambulatorial da pressão arterial e medidas clínicas da pressão arterial: prevalência de hipertensão e o perfil noturno da pressão arterial. MÉTODOS: Prospectivamente, 93 olhos de 83 pacientes com oclusão do ramo da veia central da retina foram submetidos à avaliação oftalmológica. Após, os pacientes foram encaminhados para avaliação clínica e monitorização da pressão arterial. Pacientes sem descenso da pressão durante o sono ("non-dipper") foram definidos como um declínio na pressão arterial sistólica < 10%, e pacientes com descenso presente ("dipper") quando este valor fosse superior. RESULTADOS: A doença acometeu um olho em 73 (88%) pacientes. O ramo temporal superior foi o local da oclusão em 61 (65,6%) olhos, no restante o ramo temporal inferior foi afetado. Setenta e seis (92%) pacientes formam diagnosticados como hipertensos após a avaliação clínica. A monitorização ambulatorial da pressão arterial identificou 76 hipertensos, 5 normotensos, 1 hipertenso do avental branco e 1 hipertenso mascarado. Estes 2 últimos foram excluídos da análise. Dos 81 pacientes, analisados. Quarenta (49%) eram "dippers" e 41 (51%) "non-dippers". Entre os hipertensos (n=76), 36 (47,4%) eram "dippers" e 40 (52,6%) "non-dippers". CONCLUSÃO: Prevalência de hipertensão arterial em nosso estudo foi extremamente elevada (92,8%), que sugere que a fisiopatologia da doença tem íntima relação com as alterações promovidas pela hipertensão. Pouco mais da metade dos hipertensos eram "non-dipper" (n=40; 52,6%). Estas evidências sugerem que um nível sustentado de pressão arterial possa ser um fator de risco adicional para a oclusão do ramo da veia central da retina.

Inibição da atividade da Tirosinase por análogos do ácido Kójico

A tirosinase é uma enzima chave para a biossíntese de melanina. É uma enzima “cobre-dependente” que pode existir em três estados intermediários: desoxi (Cu¹⁺ -Cu¹⁺), oxi (Cu ²⁺ - O² -Cu²⁺) e met (Cu²⁺) - Cu²⁺). Apresenta atividade bifuncional, pois oxida fenóis ou catecóis em seus o-difenóis correspondentes, sendo que o processo de oxidação de fenóis pode ser descrito por cinética de Michaelis-Menten. Distúrbios na tirosinase estão associados com hiperpigmentação e escurecimento enzimático de frutas e fungos. Assim a busca por substâncias de origem natural ou sintética capazes de regular o comportamento desta enzima é fator chave para o tratamento de tais desordens. Nesta perspectiva, no presente trabalho buscou-se analisar bioquimicamente a atividade anti-tirosinase de análogos do ácido kójico derivados de 4H- pironas (S-01, S-02, S-03 e S-04) e derivados de diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 e S-08), quimicamente planejadas por modelagem molecular no LPDF, do ICEN da UFPA. A cinética das substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentaram inibição do tipo competitiva, semelhante ao padrão de inibição do ácido kójico, com valores de Ki de 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectivamente, e de 5,0 ± 0,0 μM para o ácido kójico, enquanto a substância S-01 apresentou uma inibição do tipo mista (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Já as substâncias S-03 e S-05 não apresentaram atividade inibitória. As substâncias testadas demonstraram alto grau de segurança tanto na integridade de membrana de eritrócitos em teste de hemólise, quanto na viabilidade em teste com MTT em culturas de fibroblasto MRC5, em cultura de células nervosas de retina de embrião de galinha e em melanoma B16F10. Assim, demonstrou-se que as substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentam atividade como potentes inibidores de tirosinase, podendo ser candidatos no tratamento de desordens de pigmentação.

Losses of immunoreactive parvalbumin amacrine and immunoreactive alphaprotein kinase C bipolar cells caused by methylmercury chloride intoxication in the retina of the tropical fish Hoplias malabaricus

To quantify the effects of methylmercury (MeHg) on amacrine and on ON-bipolar cells in the retina, experiments were performed in MeHg-exposed groups of adult trahiras (Hoplias malabaricus) at two dose levels (2 and 6 µg/g, ip). The retinas of test and control groups were processed by mouse anti-parvalbumin and rabbit anti-_aprotein kinase C (_aPKC) immunocytochemistry. Morphology and soma location in the inner nuclear layer were used to identify immunoreactive parvalbumin (PV-IR) and _aPKC (_aPKC-IR) in wholemount preparations. Cell density, topography and isodensity maps were estimated using confocal images. PV-IR was detected in amacrine cells in the inner nuclear layer and in displaced amacrine cells from the ganglion cell layer, and _aPKC-IR was detected in ON-bipolar cells. The MeHg-treated group (6 µg/g) showed significant reduction of the ON-bipolar _aPKC-IR cell density (mean density = 1306 ± 393 cells/mm²) compared to control (1886 ± 892 cells/mm²; P < 0.001). The mean densities found for amacrine PV-IR cells in MeHg-treated retinas were 1040 ± 56 cells/mm² (2 µg/g) and 845 ± 82 cells/mm² (6 µg/g), also lower than control (1312 ± 31 cells/mm²; P < 0.05), differently from the data observed in displaced PV-IR amacrine cells. These results show that MeHg changed the PV-IR amacrine cell density in a dose-dependent way, and reduced the density of _aKC-IR bipolar cells at the dose of 6 µg/g. Further studies are needed to identify the physiological impact of these findings on visual function.

O fator de crescimento do nervo inibe o edema citotóxico de células de Müller e células bipolares da retina de rato por meio da liberação de citocinas gliais: participação do sistema glutamatérgico e purinérgico

O fator de crescimento do nervo (NGF) pode retardar a degeneração celular na retina de ratos em diferentes injúrias retinianas. O acúmulo de água em células da retina contribui para o desenvolvimento de edema retiniano e degeneração neuronal. Em atribuição ao seu efeito protetor, este trabalho teve por objetivo avaliar se o NGF influencia o edema celular osmótico em células de Müller e células bipolares. Assim, montagens planas, fatias de retina e células isoladas da retina de ratos foram superfundidas com solução hipo-osmótica na presença de BaCl₂. Secções retinianas foram utilizadas para imunomarcações, e a liberação de adenosina foi medida por cromatografia líquida de alta eficácia, em montagens planas. A área de secção transversal celular foi medida antes e após a superfusão em meio hipo-osmótico, em fatias de retina e suspensões celulares. Tanto células de Müller quanto células bipolares foram imunopositivas para TrkA, mas somente células de Müller foram marcadas contra p75^NTR e NGF. A hipo-osmolaridade induziu um rápido e significativo aumento da liberação de adenosina endógena em retinas controle, mas não em retinas perfundidas com BaCl₂. O NGF inibiu o edema citotóxico em células de Müller e em células bipolares em fatias de retina controle e retinas pós-isquêmicas submetidas a condições hipo-osmóticas. Por outro lado, NGF impediu o edema citotóxico da célula de Müller isolada, mas não da célula bipolar isolada (em meio hipo-osmótico contendo íons Ba²⁺). Isto sugere que NGF induz a liberação de fatores por células de Müller, os quais inibem o edema citotóxico de células bipolares em fatias de retina. O efeito inibitório do NGF sobre o edema citotóxico de células de Müller foi mediado pela ativação do receptor TrkA, mas não de p75^NTR, e foi anulado por bloqueadores de receptores metabotrópicos de glutamato, receptores de adenosina A₁, e receptores do fator de crescimento de fibroblasto (FGF). O bFGF evitou o edema citotóxico de células de Müller isoladas, mas inibiu somente em parte o edema citotóxico de células bipolares isoladas. O bloqueio de FGFR impediu o efeito inibidor de edema celular da adenosina, sugerindo que a liberação de bFGF ocorre após à ativação autócrina/parácrina de receptores A_l. Além de bFGF, GDNF e TGF431 reduziram em parte o edema citotóxico da célula bipolar. Estes dados sugerem que o efeito neuroprotetor do NGF é em parte mediado pela prevenção de edema citotóxico de células gliais e bipolares da retina.