O óxido nítrico (NO) representa uma exceção aos critérios para determinação do status de neurotransmissor de uma dada substância, devido a sua livre difusão pelas membranas celulares e a aparente ausência de enzimas de degradação (GARTHWAITE; BOULTON, 1995; GARTHWAITE, 2008; WANG, 2002). A formação do NO é media- da pela enzima óxido nítrico sintase (NOS) (EC 1.14.13.39), que apresenta duas isofor- mas constitutivas e dependentes de cálcio (NOS-1 e NOS-3) e uma isoforma indutível e independente de cálcio (NOS-2) (GARTHWAITE, 2008). Em modelos animais, mutan- tes nulos para o gene nos1 apresentam diminuição da ansiedade e aumento da impulsivi- dade e agressividade (CHIAVEGATTO; NELSON, 2003).
No sistema nervoso central, o estímulo principal para a ativação da NOS-1 é o influxo de cálcio, principalmente, após a ativação do receptor NMDA pelo glutamato, como mostrado, simplificadamente, na Figura 3 (GARTHWAITE; BOULTON, 1995; GARTHWAITE, 2008). Os níveis de NOS-2 no SNC são baixos, porém podem ser in-
duzidos em astrócitos e microglia após eventos como inflamação, infecção viral ou trau- ma (BREDT, 1999; CALABRESE et al., 2006), independente da estimulação pelo Ca2+
e não bloqueada por antagonistas da calmodulina (BREDT; SNYDER, 1994). O NO normalmente exerce seus efeitos através da ativação da guanilato ciclase solúvel (EC 4.6.1.2), uma metaloproteína que catalisa a conversão de guanosina monofosfato (GMP) em GMP cíclico (GMPc) (GARTHWAITE; BOULTON, 1995; GARTHWAITE, 2008; GUIX et al., 2005). Por sua vez, o GMPc pode ativar diretamente correntes dependentes de nucleotídeos cíclicos, mediadas pelos canais iônicos dependentes de nucleotídeos, ou uma proteína cinase dependente de GMPc (PKG), que fosforila diversos substratos (GARTHWAITE, 2008). Além disso, o NO também pode ativar correntes de potássio dependentes de cálcio (IKVCa) (GARTHWAITE, 2008); interagir com uma série de meta-
loproteínas associadas ao estresse oxidativo (catalase, cicloxigenase, citocromo oxidase, NADH desidrogenase), diminuindo ou aumentando suas atividades (DAVIS et al., 2001); interagir com radicais tirosina ou cisteína, produzindo nitrotirosinação ou S- nitrosilação de proteínas, respectivamente (GOULD et al., 2013; GUIX et al., 2005); e ativar a ADP-ribosiltransferase, catalisando a ADP-ribosilação de proteínas (SNYDER; JAFFREY; ZAKHARY, 1998).
1.3.1. NO e respostas de estresse
Os gasotransmissores – em especial o NO – parecem ter um papel na regulação de respostas neurocomportamentais ao estresse. Nas porções medulares do sistema ner- voso autonômico, o NO apresenta ação simpatoinibitória, enquanto no hipotálamo a ação é simpatoexcitatória (PATEL; LI; HIROOKA, 2001). A ativação do núcleo para- ventricular (PVN) do hipotálamo após estresse agudo depende do NO (LEE; RIVIER, 1998). A exposição ao labirinto em cruz elevado aumenta a atividade de neurônios ni-
Figura 3: Síntese do NO via NOS-1 e ação desse gasotransmissor em neurônios. O
glutamato ativa receptores NMDA no neurônio pós-sináptico, permitindo a entrada de Ca2+; esse íon liga-se e ativa a calmodulina, que ativa a NOS-1. Esse último passo cataliza a reação que resulta na formação de NO, NADP+ e L-citrulina. O NO difunde- se intra- e inter-celularmente, e pode agir (1) no neurônio pré-sináptico, promovendo a liberação de glutamato; (2) aumentando a concentração intracelular de GMPc; e (3) ligando-se a sítios redox-sensíveis em proteínas. Adaptado de LIMA et al. (2014).
trérgicos no PVN e núcleo lateral do hipotálamo (LH), na grísea periaquedutal dorsola- teral (dlPAG), e rafe dorsal (DR) (BEIJAMINI; GUIMARÃES, 2006), enquanto a expo- sição a um predador aumenta atividade de células nitrérgicas nessas mesmas regiões e no hipotálamo pré-mamilar dorsal (PMd), núcleo leito da estria terminal (BNST), e amígdala medial (MeA) (BEIJAMINI et al., 2005). O estresse agudo de contenção au- menta a expressão do mRNA para a NOS-1 na MeA, PVN, e dlPAG (OLIVEIRA et al., 2000), enquanto o estresse crônico aumenta os níveis de nitrito no hipocampo de forma dependente de NOS e NF-κB (HARVEY et al., 2005), e aumenta a expressão e a ativi- dade da NOS-2 e o estresse nitrosativo no prosencéfalo (OLIVENZA et al., 2000). Parte dos efeitos ansiogênicos do NO é mediada pela dlPAG (FOGAÇA et al., 2012; BEIJA- MINI et al., 2005), enquanto que os efeitos ansiolíticos promovidos pelos inibidores da NOS é mediada também pela dlPAG, amígdala basolateral e núcleo septal lateral (CA- LIXTO et al., 2008). Assim, o papel do NO nas respostas a estressores em modelos ani- mais é variável, e está pouco definido.
A participação do NO nas respostas a estressores é uma sugestão recente, mas a associação da NOS-1 com os receptores NMDA levou à proposição de uma participação em mecanismos de plasticidade neural (GARTHWAITE; BOULTON, 1995; GAR- THWAITE, 2008; HOPPER; GARTHWAITE, 2006). O NO age de forma pós-sináptica induzindo depressão de longo prazo de forma dependente da isoforma Iα da PKG, e po- tenciação de longo-prazo de forma dependente da isoforma II da PKG; um mecanismo pré-sináptico, no qual o NO age como mensageiro retrógrado em resposta à estimulação tetânica, implicou a via GMPc-PKG na formação de clusters de proteínas sinápticas, elevando a excitabilidade pré-sináptica ou potencializando sinapses GABAérgicas (GARTHWAITE; BOULTON, 1995; GARTHWAITE, 2008; HOPPER; GARTHWAI- TE, 2006). O NO também foi implicado no aumento da excitabilidade neuronal intrínse- ca (i.e., diminuição no limiar para a geração de potenciais de ação e aumento nos dispa- ros espontâneos e induzidos), através de mecanismos dependentes de GMPc e/ou PKG, assim como pela inibição de correntes de potássio de repouso (GARTHWAITE, 2008).
Classicamente, a apresentação de diferentes estressores – da contenção física à exposição a predadores – produz um efeito atrasado sobre comportamentos tipo-ansie-
dade que implica em processos de neuroplasticidade e metaplasticidade. Por exemplo, a exposição ao estresse crônico imprevisível induz aumento no comportamento tipo-ansi- edade em roedores em pelo menos 14 dias após o término do estresse (MATUSZEWI- CH et al., 2007). Da mesma forma, a exposição a um predador produz efeito similar so- bre o comportamento tipo-ansiedade (BLANCHARD; GRIEBEL; BLANCHARD, 2003), gera um déficit na extinção de medo condicional (GOSWAMI et al., 2010) e alte- ra a capacidade de codificar memórias dependentes do hipocampo (GAIKWAD et al., 2011; PARK et al., 2008). Como discutido anteriormente (Seção 1.1), alguns desses pro- cessos parecem estar relacionados com o processo de metaplasticidade em regiões lím- bicas do prosencéfalo através de um mecanismo dependente de receptores NMDA (ADAMEC; BLUNDELL; BURTON, 2005; BLUNDELL; ADAMEC; BURTON, 2005; BLUNDELL; ADAMEC, 2007). Entretanto, apesar da participação do NO como mediador da plasticidade neuronal associada aos receptores NMDA e com o comporta- mento defensivo, pouco se sabe sobre seu papel na sensibilização comportamental cau- sada por estressores e as possíveis consequências para a neurobiologia dos transtornos relacionados ao trauma e a estressores.