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Como de conhecimento, os oligodendrócitos, no sistema nervoso central, estão envolvidos com a produção da bainha de mielina e servem de suporte para os axônios no Sistema Nervoso Central (SNC) (Carlson, 2002; Kandel, 2003; Machado, 2006). Mielina é uma estrutura formada por uma membrana lipídica rica em glicofosfolipídeos e colesterol, e recobre os axônios facilitando a rápida comunicação entre os neurônios. Os tratos mielinizados da substância branca no SNC apresentam importante função de promover a transmissão dos sinais neurais entre diferentes áreas. A bainha de mielina acelera a condução do impulso nervoso, pois ela funciona como um isolante, sendo assim, os impulsos ocorrem aos saltos ao longo do axônio, através dos nódulos de Ranvier. Estes funcionam como replicadores e o impulso é fortalecido e enviado em salvas, de nódulo em nódulo, onde os íons sódio invadem o nódulo e em seguida os canais de potássio se abrem para propulsionar o impulso até o nódulo seguinte (FIELDS, 2008a). Envoltório lipídico de células nervosas. Fonte: United Leucodystrophy Foundation, - University Strathyde, Glasgow, 2002. Evidências recentes demonstraram o papel dos oligodendrócitos no apoio metabolismo energético axonal fornecendo lactato derivado da glicólise de neurônios. Estudos posteriores sugeriram que a ativação de receptores NMDA em oligodendrócitos promoveria a absorção de glicose e glicólise para fornecer lactato para os neurônios, contribuindo assim para preservar a homeostase de energia axonal. O metabolismo no cérebro é definido por um complexo altamente cruzado e com troca metabólica entre diferentes populações celulares. É importante ressaltar que muitos estudos demonstraram que as células da glia apresentam grande responsabilidade quanto ao suporte metabólico dos axônios, enviando metabólitos como lactato, derivado da glicólise, para os neurônios para seu suporte energético. Estudos sugerem que a ativação de receptores NMDA em oligodendrócitos promovem a absorção de glicose e glicólise para fornecer lactato para os neurônios, contribuindo assim para preservar a homeostase de energia axonal. (Youngjin, et al, 2012: Revisto por Saab et al., 2013). Estudos recentes indicam que a bainha de mielina, produzida pelos oligodendrócitos, atua no suporte energético ao axônio, podendo ser observadas enzimas do ciclo glicolítico e de Krebs funcionalmente expressas na bainha de mielina. Além disso também foi visto a presença de conexinas, proteínas de ligação gap, entre a bainha de mielina e o citoplasma dos axônios, sugerindo uma possível maneira de transferir ATP da bainha ao axônio. (Adaptado de Angus et al – 2012). O compartimento glial, ou seja, células gliais armazenam glicogênio que pode ser mobilizado e metabolizado a lactato. O lactato gerado através do glicogênio ou diretamente da glicose será então encaminhado ao axônio, que o converterá novamente a piruvato, para a oxidação em sua mitocôndria e subsequente produção de energia. Como pode ser observado no esquema abaixo. (Adaptado de Angus et al – 2012) Esquema demonstrando o suporte metabólico oferecido pelas células gliais ao axônio. (Adaptado de Angus et al – 2012) Os oligodendrócitos metabolizam avidamente a glicose no citosol e o piruvato derivado da glicose na mitocôndria. Aparentemente possuem a capacidade de anapleurose, realizada a partir do piruvato, o que pode permitir que sintetizem metabólitos novamente e transferi-los para as células vizinhas. A glicose pode ser absorvida por meio da circulação sanguínea pelos transportadores de glicose (GLUT1), essa captação é controlada pela ligação do glutamato ao receptor NMDA expresso na superfície do oligodendrócito, já o lactato intracelular nos oligodendrócitos pode sair da célula através dos transportadores de monocarboxilato MCT1 ou ser convertido de volta em piruvato na mitocôndria, onde alimenta ATP ou a síntese de ácidos graxos. O lactato extracelular pode ser transportado para os neurônios por meio do MCT2 neuronal e usado para alimentar a síntese neuronal de ATP na mitocôndria. (Youngjin, et al, 2012: Revisto por Saab et al., 2013). Esquema demonstrando as principais rotas metabólicas dos oligodendrócitos. (Youngjin, et al, 2012: Revisto por Saab et al., 2013). São doenças metabólicas hereditárias de muito baixa incidência, causadas por uma alteração na formação ou numa das várias funções do peroxissoma. Existe um grupo de doenças que apresentam disfunções que afetam o cérebro, a medula espinhal e os nervos periféricos – são as leucodistrofias. O termo derivado do grego “leuco” (branco) e “distrofia” (crescimento ou desenvolvimento imperfeito). O peroxissoma é uma organela celular delimitada por uma membrana constituída por uma dupla camada lipídica (de gorduras) que contém diversas proteínas. No seu interior está a matriz peroxissomal que contém proteínas de função enzimática (capazes de transformar uns compostos noutros). Estas enzimas catalisam muitas reacções de síntese e degradação de compostos de grande importância no metabolismo. Os peroxissomas estão em todos os tecidos mas predominam no fígado, rim e cérebro durante o período de formação da mielina. Anatomia do Peroxissomo. Fonte: www.guiametabolica.org/Hospital Sant Joan de Déu Os peroxissomas têm múltiplas funções e destacam-se as relacionadas com o metabolismo lipídico. Entre elas estão as reações de degradação, como a ß-oxidação dos ácidos gordos de cadeia muito longa (AGCML: mais de 22 átomos de carbono) e do ácido fitânico e também reacções de formação dos plasmalogénios (lípidos complexos localizados na mielina), colesterol e ácidos biliares. A ß- oxidação peroxissomal dos AGCML encurta o comprimento da sua cadeia para que possam continuar a degradação no interior da mitocôndria. Nesse grupo maior de doenças, aparece a Adrenoleucodistrofia (ALD) que é uma doença caracterizada pela insuficiência da supra-renal, disfunção peroxissômica sendo uma das mais frequentes doenças relacionada aos peroxissomos, e acúmulo de ácidos graxos de cadeia muito longa (VLCFA) que promovem a degradação da mielina. Cada uma das proteínas implicadas no metabolismo peroxissomal está determinada geneticamente (codificada). Quando surge uma mutação (alteração estável e hereditária) num gene que codifica uma destas proteínas, esta manifesta-se através de alterações na concentração ou estrutura que podem alterar a sua função. Diz-se que existe um erro inato da biogénese do metabolismo do peroxissoma. Como consequência do erro metabólico podem acumular-se compostos que não se degradam corretamente (por exemplo AGCML, acido fitánico) e que são tóxicos quando estão em excesso. Também se produz um defeito na síntese de outros compostos como os plasmalógenios, que são essenciais para o desenvolvimento cerebral. Estas alterações são a causa da doença. Transporte de proteínas peroxissomais Fonte: www.guiametabolica.org/Hospital Sant Joan de Déu A Adrenoleucodistrofia ligada ao X é uma doença relacionada a um distúrbio no metabolismo de lipídios. É causada por mutações no gene ABCD1 que codifica a proteína ALDP, localizada na membrana do peroxissoma e que participa na ß–oxidação de AGCML. Na deficiência de ALDP os AGCML não se degradam no peroxissoma e acumulam-se nas células gliais. Fato este que provoca uma desestabilização da bainha de mielina e afeta a transmissão de impulsos nervosos. Várias hipóteses surgiram para explicar os mecanismos através dos quais a acumulação de AGCML originam alterações no sistema nervoso central (SNC) em doentes com X-ALD: (i) a acumulação das longas cadeias de AGCML nas membranas das células do SNC provoca alterações estruturais perturbando a função dos receptores membranares (Ho et ai, 1995); (ii) a acumulação de AGCML induz uma resposta inflamatória e as citoquinas, por sua vez, aumentamos efeitos causados pela acumulação de AGCML, originando morte dos oligodendrócitos e desmielinização; (iii) a acumulação de AGCML causa instabilidade na mielina e morte dos oligodendrócitos (Dubois- Dalcq et ai, 1999). A alteração faz com que o corpo pare de produzir uma proteína conhecida como “proteína ALD” ou “ALDP”. Sabe que quando ocorre uma mutação e ela deixa de ser produzida, alguns tipos de gorduras – os famosos ácidos graxos de cadeia muito longa – não conseguem ser destruídos e começam a se acumular dentro das células do corpo. O acúmulo dessa gordura é tóxico para algumas células do corpo – mais especificamente as células da substância branca do cérebro e das glândulas adrenais. A toxicidade faz com que a bainha de mielina que protege o neurônio – uma espécie de “capa de revestimento” que faz com que os impulsos nervosos passem pela célula – seja destruída e, com isso, ocorrem lesões no cérebro. Nas leucodistrofias, o dano cerebral causado pela destruição da bainha de mielina talvez decorra da incapacidade dos portadores da mutação no gene ALD de reparar lesões nessa bainha, como fazem os indivíduos sadios. Os níveis elevados desses ácidos graxos também afetam as glândulas adrenais, provavelmente devido a uma insuficiência adrenocortical causada por atrofia de células dessa região das glândulas. Esse processo causa, secundariamente, uma elevação dos níveis do hormônio adrenocorticotrófico no plasma sanguíneo e um acúmulo anormal de ésteres de colesterol nas glândulas adrenais. A consequência é a destruição da estrutura e função da membrana celular com ou sem resposta inflamatória associada, causando desmielinização, em 80% dos casos, além de insuficiência adrenal em 50% dos casos. A perda de mielina leva à interferência na transmissão dos impulsos, o que produz os diversos sintomas da doença. É importante atentarmos que a mielina está presente em todo o sistema nervoso central, por isso, qualquer região do mesmo pode ser acometida e o tipo de sintoma está diretamente relacionada. Os axônios sofrem danos variáveis, em consequência do processo inflamatório, o que culmina com o decorrer do tempo e com o acumulo de incapacidades neurológicas. Bainha de mielina. Fonte: https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade- neuronal Neurônio. Fonte: https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na- excitabilidade-neuronal Condução Normal nas Fibras Nervosas Mielinizadas. Fonte: United Leucodystrophy Foundation, - University Strathyde, Glasgow, 2002. https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal Impulso nas Fibras Nervosas Desmielinizadas. Fonte: United Leucodystrophy Foundation, - University Strathyde, Glasgow A Adrenoleucodistrofia ligada ao cromossomo X, é uma doença genética rara, com um padrão de herança recessivo, que pode se desenvolver em faixas etárias diferentes. Apresenta uma incidência de 1:20.000 indivíduos do sexo masculino na população geral e dentre as doenças peroxissomais, é considerada o distúrbio mais frequente. Várias mutações ocorrem no gene ABCD1, que é composto por 10 éxons e está localizado no braço longo do cromossomo X (Xq28), uma região ímpar no cromossomo X (sem homologia com o cromossomo Y). Os pacientes acometidos pela XALD possuem um bloqueio da via metabólica através de uma deficiência enzimática, o que leva a um acúmulo dos ácidos graxos de cadeia muito longa no plasma, glândulas adrenais, SNC e raramente nos testículos. (ELIAS, CASTRO, 2002). O gene ABCD1 que codifica a proteína ALDP está localizado no cromossoma X, ou seja a sua herança é materna. Tal gene é responsável pela codificação de uma enzima denominada ligase acil CoA gordurosa, que é encontrada na membrana dos peroxissomos e está relacionada ao transporte de ácidos graxos para o interior dessa estrutura celular. Como o gene defeituoso ocasiona uma mutação nessa enzima, os AGCML ficam impedidos de penetrar nos peroxissomos e se acumulam no interior celular, estando envolvida, desta forma, no metabolismo de VLCFA. (RUIZ et al., 1996) A incidência de ALD é de cerca de 1 para cada 20.000 indivíduos. As possibilidades de descendência a partir de uma mulher portadora da ALD e homem normal são: 25% de chances de nascer um filho normal; 25% de chances de nascer um filho afetado; 25% de chances de nascer uma filha normal; 25% de chances de nascer uma filha portadora heterozigota. As chances de descendência para um homem afetado e mulher homozigotia dominante, por sua vez, são: Se tiver filhas, serão todas portadoras do gene, porém normais; https://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graxo https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graxo Se tiver filhos, serão todos normais. Hereditariedade ligada ao sexo. Fonte: www.guiametabolica.org/Hospital Sant Joan de Déu A forma cerebral infantil (CALD), considerada como a forma mais grave da doença, é caracterizada por uma neuroinflamação com consequente degeneração, que exibe seus primeiros sintomas em pacientes do sexo masculino de cinco a dez anos de idade. Outra forma bastante frequente da X-ALD, porém considerada menos grave que CALD, é a adrenomieloneuropatia (AMN), que apresenta uma progressão mais lenta e menos agressiva, acometendo indivíduos adultos com faixa etária entre vinte e cinquenta anos. Essas duas formas são consideradas as formas mais frequentes da XALD, embora exiba, pelo menos, seis fenótipos. (AUBORG, 2007; DEON, 2009.) Em células de doentes com X-ALD detecta-se uma acumulação de ácidos gordos de cadeia muito longa (AGCML), que são definidos como ácidos gordos contendo um número de átomos de carbono superior a 22 (C22), podendo ser saturados ou insaturados. Nas células a percentagem de ácidos gordos de cadeia muito longa em relação à quantidade de ácidos gordos total pode variar entre os 0.1% e 10%. Os AGCML saturados, encontram-se em elevada frequência na esfingomielina dos glóbulos vermelhos e nos lípidos da bainha de mielina do sistema nervoso. Os ácidos gordos uma vez no interior das células são ativados, por tioesterificação, pela enzima acil-CoA sintetase, a esteres de Coenzima A. Os peroxissomas contêm acil-CoA sintetases de ácidos gordos de cadeia longa e muito longa (Hashmi et dl, 1986, Lazo et ai, 1990a). Após a ativação, os ácidos gordos são degradados. A maioria das etapas da síntese de VLCFA acontece no retículo endoplasmático. Estes ácidos graxos, diferentemente dos de cadeia curta, são quebrados no peroxissomo pela enzima β-oxidase, ao invés do interior das mitocôndrias. Durante a β- oxidação no peroxissomo, duas unidades de carbono são removidas de cada VLCFA, enquanto FADH2 , NADH+ e H2 O2 são produzidos (BEIGUELMAN, 1982; KOIKE et al., 1991). Os segundo e terceiro passos da p-oxidação peroxissomal são catalisados por uma única proteína multifuncional (proteína L-bifuncional) (Hoefler et ai, 1994), uma enzima monomérica, com atividade 2- enoil-CoA hidratase, 3-hidroxiacil-CoA desidrogenase e A3,A2-enoil CoA isomerase (van Grunsven et ai, 1999). A multiplicidade de oxidases, hidratases e desidrogenases faz prever também a existência de várias tiolases no peroxissoma (Kamijo et ai, 1993; Antonenkov et ai, 1999). Representação esquemática das vias metabólicas e enzimas do sistema de ativação e de p-oxidação peroxissomal dos ácidos gordos de cadeia muito longa (Hashimoto, 1999). Os meninos com ALD – X apresentam manifestações neurológicas em idade escolar (entre os 5-10 anos). Inicialmenteapresentam apatia, alterações do comportamento e da aprendizagem como consequência da rápida deterioração cognitiva e do comprometimento neurossensorial. Surge degeneração da função visual e auditiva, espasticidade, ataxia e em alguns casos epilepsia. Destaca-se a hiperpigmentação cutânea. As manifestações clínicas comuns são a hiperatividade e déficit de atenção, regressão emocional, distúrbios de campo visual, audição e linguagem, declínio progressivo da função motora e óbito precoce. A Adrenoleucodistrofia apresenta um prognóstico desfavorável, e seu diagnóstico é realizado através da verificação de níveis de Ácidos Graxos de Cadeia Muito Longa (VLCFA), por análise citogenética e/ou molecular. Por ser muitas vezes confundida com outras patologias, devido à presença de sintomas comuns, a X-ALD pode ter o seu diagnóstico comprometido, o que dificulta o início de seu tratamento e faz com que seu prognóstico seja desfavorável. Muitas vezes o diagnóstico acaba sendo tardio, porque o médico acaba confundindo sintomas, como por exemplo, achar que a criança tem hiperatividade, nos casos de CALD ou apresenta esclerose múltipla, nos casos adultos (AMN). O diagnóstico precoce da X-ALD é necessário para que o paciente tenha uma melhor chance e uma sobrevida maior. Embora ainda não existam tratamentos que garantam a cura total da doença, há possibilidades de uma vida normal de acordo com suas limitações. O aconselhamento genético (AG) e acompanhamento familiar são de extrema importância na detecção de outros casos em parentes próximos, o que pode desta forma, resultar em medidas para um diagnóstico e consequentemente um tratamento precoce e bem mais eficaz. (MOSER, RAYMOND, DUBEY, 2005.) Para identificar a adrenoleucodistrofia, existem alguns exames que podem ser feitos. O primeiro deles é a ressonância magnética de crânio e de medula. Ela é pedida para verificar se existem ou não lesões na substância branca cerebral e na medula espinhal. Esse é um exame não tão complexo e que é realizado na rede pública e privada de saúde. A lesão da adrenoleucodistrofia é muito característica, tendo um formato parecido com uma borboleta no cérebro – por conta disso, a borboleta é um dos símbolos da doença. Fonte: https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade- neuronal O acometimento do SNC é algo bem característico e também utilizado como base para o diagnóstico final da Adrenoleucodistrofia. A utilização do sistema denominado de Escore de https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade-neuronal Loes, desenvolvido para avaliar a extensão dos danos cerebrais provocados pela doença, considera numa escala de zero a trinta e quatro, a localização, presença de atrofias focais ou globais e acometimento neuroanatômico. O zero determina a ausência de danos cerebrais e trinta e quatro, o escore máximo de lesões. A substância branca parieto-occipital, temporal anterior e frontal, vias visuais e auditivas, corpo caloso, cerebelo, fibras de projeção, e núcleos da base são as localizações selecionadas para o escore de gravidade das lesões, auxiliando assim, na determinação da extensão do dano da mielina no encéfalo. Os estágios do escore de Loes são divididos em três: precoce, tardio e muito tardio. Varia de acordo com a numeração obtida na avaliação e é utilizado para decisões terapêuticas, como o transplante de células hematopoiéticas (TMO). (LOES et al, 2003). A dosagem dos hormônios ACTH e cortisol sérico, além da cultura de fibroblastos na pele também são meios de diagnóstico laboratorial para a X-ALD. No entanto, os níveis de AGCML elevados, mas precisamente do ácido hexacosanóico (C26:0), as relações entre os ácidos hexacosanóico e tetracosanóico (C26:0/C24:0) e entre os ácidos hexacosanóico e docosanóico (C22:0) é o que confirma o diagnóstico final da doença. Por fim, também existe a investigação genética para descobrir se a pessoa possui a alteração no gene ABCD1. Esse exame é muito mais caro que os anteriores e não é realizado pela rede pública de saúde – precisa ser pago na rede privada. A partir de um diagnóstico positivo para X-ALD, a busca então passa a ser pelo melhor tratamento para o paciente, que varia de acordo com o nível de acometimento da doença e sua progressão. A combinação de quatro partes do ácido oleico e uma parte do ácido erúcido, também conhecido como Óleo de Lorenzo é utilizado até hoje como dietoterapia em pacientes. No entanto, estudos mostraram que o óleo só possui resultados satisfatórios em meninos assintomáticos, retardando a fase degenerativa da doença e lesões da glândula adrenal. (VARGAS et al, 2000.) Além de uma dieta baixa em alimentos ricos em gordura saturadas, o tratamento da doença envolve medicamentos que promovem uma redução dos níveis de AGCML, bem como reposição hormonal em casos de comprometimento adrenal e utilização de fármacos antioxidantes nos casos de neuroinflamação. Embora ainda não haja um tratamento que indique a cura para a X-ALD, o transplante de medula óssea é um dos mais indicados em pacientes que estão na fase inicial da doença, principalmente de células tronco hematopoiéticas (CTH). (LOPES et al, 2000.) Impacto do Metabolismo na Excitabilidade Neuronal. Hi-Nutrition, 2017. Disponível em: <https://www.hinutrition.com.br/Noticia/Post/impacto-do-metabolismo-na-excitabilidade- neuronal> Acesso em: 03 de junho de 2021. Fevereiro Lilás: Estudo da UFPR mapeia efeitos da ALD, doença genética rara, sobre mães portadoras. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ, 2020. Disponível em: <https://www.ufpr.br/portalufpr/noticias/fevereiro-lilas-estudo-da-ufpr-mapeia-efeitos-da-ald- doenca-genetica-rara-sobre-maes-portadoras-que-nao-a-desenvolvem/> Acesso em: 03 de junho de 2021. TUDO SOBRE A ADRENOLEUCODISTROFIA. Depois de Lorenzo, 2017/18. Disponível em: <http://www.depoisdelorenzo.com.br/fatos.html#desc3> Acesso em: 03 de junho de 2021. 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