Cardiotoxicidade e hepatotoxicidade da "Ecstasy" e "Flatliner": efeitos na bioenergética e permeabilidade transitória mitocondrial - Gonçalves, Dália Isabel Reis (2005)
O consumo crescente de substancias ilegais, como a 3,4- metilenodioximetanfetamina (MDMA) na forma de pastilhas, constitui uma situação preocupante, com repercussão na saúde pública e na própria sociedade. Este tipo de droga recreacional, vulgarmente conhecida por ecstasy, é considerada pelos consumidores como uma droga inócua e dai o seu elevado consumo. Todavia, há inúmeras descrições de mortes relacionadas com a sua ingestão e do aparecimento, a curto e médio prazo, de distúrbios psíquicos e neuropsiquiátricos, hipertermia, falência hepática e renal aguda, rabdomiólise, hiponatrémia e outras complicações cardiovasculares. Contudo e à semelhança de outras drogas clandestinas, muitos destes efeitos tóxicos podem dever-se a diferentes contaminantes presentes nas pastilhas de ecstasy. De entre os diferentes contaminantes destaca-se a 4-metiltioanfetamina (MTA), um derivado anfetamínico recentemente introduzido no mercado e potencialmente tóxico, o qual é também comercializado sob a designação de ecstasy e de flatliner. Os mecanismos de neurotoxicidade da ecstasy têm sido alvos de inúmeros estudos. Porém, e à semelhança dos mecanismos responsáveis pela sua hepatotoxicidade e cardiotoxicidade, bem como os mecanismos responsáveis pela hipertermia, uma complicação frequentemente observada em jovens após o consumo das pastilhas de ecstasy, não estão ainda esclarecidos. Por outro lado, muito pouco se sabe também acerca dos efeitos tóxicos da MTA. A mitocôndria pela sua actividade multifacetada fundamental à viabilidade celular é um alvo primário da toxicidade celular. Além da sua função bioenergética, a mitocôndria têm funções relevantes na regulação osmótica, no estado redox, no desenrolar da morte celular por apoptose e por necrose e na regulação celular de Ca2+. Assim, a interferência de um composto nas múltiplas funções da mitocôndria pode conduzir a uma alteração celular ou, consequentemente, determinar a morte da célula. De facto, nos últimos anos verificou-se que compostos que alteram a permeabilidade transitória mitocondrial (MPT) podem por mecanismos diferentes conduzir à morte da celular por apoptose ou necrose. Assim, o objectivo deste trabalho foi estudar os efeitos da MDMA e da MTA na mitocôndria, nomeadamente na sua função bioenergética e na MPT, no sentido de esclarecer alguns dos possíveis mecanismos envolvidos na hepatotoxicidade, cardiotoxicidade e hipertermia induzida nos consumidores de ecstasy. Os estudos foram realizados em mitocôndrias de fígado e de coração de rato, tendo sido avaliados os efeitos da MDMA e da MTA na bioenergética mitocondrial, nomeadamente, na cadeia respiratória, no potencial de membrana (ΔΨ), no sistema de fosforilação Resumo 3 oxidativa e na cadeia respiratória dissociada do sistema fosforilativo. No sentido de clarificar os mecanismos responsáveis por alguns efeitos das drogas estudámos também a sua acção na integridade das membranas mitocondriais. A MDMA pré-incubada em diferentes concentrações com as mitocôndrias de fígado e de coração não afecta significativamente os parâmetros mitocondrais relacionados com a sua função bioenergética, sugerindo que a ecstasy em mitocôndrias energizadas com succinato não altera os níveis energéticos da célula. A MTA, ao contrário da MDMA, causa despolarização do ΔΨ, estimula o estado 4 e diminui o estado 3 da respiração, significando que a MTA tém um efeito dissociador da cadeia respiratória mitocondrial e do sistema fosforilativo. A eficiência fosforilativa da mitocôndria na presença de MTA é claramente afectada como se pode concluir pelo decréscimo do ICR e do ADP/O, bem como pelas alterações nas flutuações associadas ao ciclo fosforilativo induzido pelo ADP. Deste modo, para além dos efeitos da MTA na cadeia respiratória, esta anfetamina afecta a síntese de ATP como consequência da despolarização do ΔΨ, possivelmente devida a um aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial a protões. Estes resultados demonstram que a MTA ao diminuir os níveis de ATP na célula, provavelmente devido à indução de alterações na integridade da membrana mitocondrial, poderá contribuir para a morte das células e para a hipertermia e rabdomiólise desenvolvida após o consumo deste tipo de drogas. Assim, a MDMA não tem efeito dissociador nas mitocôndrias e por conseguinte não induz alterações significativas na carga energética celular quando comparada com a MTA. Por outro lado, a hipertermia induzida pela ecstasy não será devida a um efeito dissociador com dissipação de ΔΨ na forma de calor, mas à presença de contaminantes, ou os seus efeitos in vivo poderão resultar da acção dos seus metabolitos, nomeadamente a N-metil-α-metildopamina (N-Me-α-MeDa) e α-metildopamina (α- MeDa). Em adição aos estudos na bioenergética mitocondrial, estudámos também os efeitos da MDMA e da MTA na MPT dado as suas múltiplas funções nos processos de regulação do Ca2+ celular, defesa da célula e regulação da morte celular. Verificámos que a MDMA, à semelhança do observado com a MTA, previne o intumescimento mitocondrial dependente de Ca2+, a despolarização do ΔΨ e a libertação do Ca2+ acumulado quando a MPT foi induzida in vitro por Ca2+ e fosfato inorgânico (Pi). Adicionalmente, a MDMA e a MTA quando adicionadas no decorrer destes processos, conferem às mitocôndrias a capacidade para inibirem a progressão do intumescimento mitocondrial, recuperarem o ΔΨ e reacumularem o Ca2+ libertado em consequência da indução de MPT, de modo idêntico ao observado com a ciclosporina A (CyA), um potente e especifico inibidor da MPT. A MPT induzida por Ca2+ na presença de um prooxidante como o hidroperóxido de tertResumo 4 butilo (t-BuOOH), um análogo de cadeia curta dos hidroperóxidos lipídicos formados durante peroxidação lipídica, é também inibida pela MDMA e MTA dado que inibem a libertação de Ca2+, a despolarização do ΔΨ e o intumescimento mitocondriais associados à indução de MPT. Uma vez que ambas as drogas revertem o efluxo de Ca2+ e o ΔΨ associados à indução da MPT, a sua inibição por estas drogas não é devida a alterações no sistema de transporte de electrões ou no uniporta de Ca2+ mas sim a efeitos nos constituintes do poro de MPT. Adicionalmente, a oxidação dos nucleótidos NAD(P)H mitocondriais associada à indução de MPT é também inibida por incubação das mitocôndrias com MDMA e com a MTA, embora e à semelhança do observado na prevenção da MPT, a MTA apresenta uma maior capacidade de inibição da MPT e de inibição da oxidação do NAD(P)H. Assim, estes resultados sugerem que a MTA pode induzir alterações significativas na carga energética celular como consequência da dissociação da cadeia respiratória e do sistema fosforilativo, tormando as mitocôndrias incapazes de responder às necessidades energéticas da célula, devido a a alterações na membrana mitocondrial interna, contribuindo deste modo para os mecanismos de morte celular de hepatotoxicidade e cardiotoxicidade. Por outro lado, a MTA ao dissociar a cadeia respiratória mitocondrial do sistema fosforilativo pode provocar a dissipação do gradiente electroquímico de H+ (ΔμH+) sob a forma de calor e contribuir para os mecanismos responsáveis pela hipertermia, rabdomiólise e morte celular observada nos consumidores de pastilhas de ecstasy. Dado que a MPT tem sido implicada na homeostase mitocondrial e celular do Ca2+, na defesa celular e nos mecanismos de toxicidade, a inibição de uma das funções da MPT poderá estar na base da morte celular induzida pelo consumo de pastilhas de ecstasy contendo MDMA ou MTA. Considerando que aberturas reversíveis parciais do poro de MPT nas células podem desempenhar um papel essencial na sua actividade vital, a inibição da MPT pela MDMA e mais fortemente pela MTA poderá estar implicada nos seus mecanismos de morte celular por necrose e apoptose e contribuir para a hepatotoxicidade e cardiotoxicidade provocada pelo consumo destas drogas. Por outro lado, a MDMA e MTA ao inibirem a MPT levam à perda da homeostase celular do cálcio, uma vez que causam distúrbios nas interacções de Ca2+ entre retículo endoplasmático e a mitocôndria. Este desequilíbrio entre os mecanismos de influxo e efluxo de Ca2+ mitocondrial poderá causar toda uma série de alterações ao nível mitocondrial com consequente libertação do Ca2+ para o citosol. Como a regulação dos níveis de Ca2+ celular e a manutenção os níveis de ATP é essencial para o funcionamento normal da célula, nomeadamente do miocárdio, as alterações na homeostase deste ião podem explicar as arritmias e as paragens cardíacas que têm Resumo 5 sido associadas ao consumo de pastilhas de ecstasy. Contudo, o estudo dos efeitos dos principais metabolitos da MDMA, a N-metil-α-metildopamina (N-Me-α-MeDa) e a α-metildopamina (α-MeDa) ao nível mitocondrial será essencial para o esclarecimento dos efeitos da ecstasy in vivo e constituem uma perspectiva futura na continuação deste trabalho.