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| As bases neurobiológicas do transtorno bipolar |
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Rodrigo
Machado-Vieira1
Rodrigo A. Bressan2 Benício Frey3 Jair C. Soares4 |
| 1Programa
de Transtornos de Humor da Fundação Faculdade Federal de
Ciências Médicas de Porto Alegre (FFFCMPA) – Hospital
Presidente Vargas, Porto Alegre – RS. Stanley Foundation Research
Unit of Porto Alegre – Hospital Espírita de Porto Alegre
– RS. 2Laboratório Interdisciplinar de Neuroimagem e Cognição (LINC) do Departamento de Psiquiatria da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Honorary Lectures, Institute of Psychiatry, King’s College London. 3Laboratório de Psiquiatria Experimental do Hospital de Clínicas de Porto Alegre – Departamento de Bioquímica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). 4Division of Mood and Anxiety Disorders – Department of Psychiatry – University of Texas Health Science Center, San Antonio, TX, USA. Endereço para correspondência: Rodrigo Machado-Vieira. Praça Simões Lopes Neto, 175 – Teresópolis – 90720-440 – Porto Alegre – RS; e-mail: rvieira@usp.br |
| Resumo |
Neste artigo, os autores revisam
importantes aspectos associados às bases biológicas do
transtorno de humor bipolar (THB). O THB está relacionado com
o surgimento de diversas alterações bioquímicas
e moleculares em sistemas de neurotransmissão e vias de segundos-mensageiros
geradores de sinais intracelulares. Essas modificações
em neurônios e glia parecem estar associadas com o surgimento
de sintomas maníacos e depressivos. Ainda neste contexto, disfunções
na homeostasia e no metabolismo energético cerebral tem sido
associado com alterações comportamentais, na modulação
do humor e ritmo circadiano em humanos e em modelos animais da doença.
Assim, alterações metabólicas em neurônios
e células gliais têm sido associadas com quadros depressivos
e maníacos. Nos últimos anos, avanços nas técnicas
de neuroimagem, genéticos e de biologia moleculares têm
gerado novos conhecimentos acerca das bases biológicas da bipolaridade.
Os autores destacam que a doença parece estar relacionada diretamente
com disfunções em diferentes mecanismos adaptativos a
estresse em células neurais, gerando perda na capacidade celular
de induzir neuroplasticidade e neurotrofismo, facilitando assim o surgimento
da doença. |
| Abstract |
In this article, the authors review
relevant aspects related to the neurobiological basis of bipolar disorder.
This illness has been associated with complex biochemical and molecular
changes in brain circuits linked to neurotransmission and intracellular
signal transduction pathways, and changes on neurons and glia have been
proposed to be directly associated with clinical presentation of mania
and depression. In the same context, dysfunctions on brain homeostasis
and energy metabolism have been associated with alterations on circadian
rythms, behavior and mood in human and animal models of bipolarity.
In the recent years, advances on techniques of neuroimaging, molecular
biology and genetics has provided new insights about the biology of
bipolarity. The authors emphasize that bipolar disorder has been shown
to be directly associated with dysfunctions on neural adaptative mechanisms,
promoting neural stress. The resulted stress, even that do not lead
to cell death, may limit the neuroplasticity and neurotrophism in neurons
and glia, which in turn may facilitate the arousal of this pervasive
illness. |
| Introdução |
| O transtorno de humor bipolar (THB)
é uma doença grave, incurável e de distribuição
cosmopolita, afetando cerca de 1,5% dos homens e mulheres em todo o mundo.
É considerada uma doença complexa, apresentando diversos
quadros clínicos e vários modelos neurobiológicos
e etiológicos que visam explicar o surgimento e a manifestação
da doença. Desde os anos de 1970, estudos bioquímicos, genéticos
e neuroendócrinos têm apresentado novos referenciais sobre
a etiopatogenia do THB. Mesmo que já se possa considerar o THB
uma doença bem estudada quando se analisa o número de estudos
realizados avaliando diferentes aspectos neurobiológicos na doença,
deve-se considerar que ainda existem poucos achados representativos que
demonstrem evidências consistentes da associação entre
estes achados com a etiopatogenia do THB. Ainda que a doença seja
de difícil avaliação quanto à relação
de causa e efeito entre o surgimento dos sintomas e os achados bioquímicos
e moleculares descritos em pacientes bipolares, inúmeras alterações
na função cerebral têm sido descritas em pacientes
apresentando quadros de depressão e mania. Pesquisas utilizando modelos genéticos, neuroanatômicos, neuroquímicos e de neuroimagem no THB têm trazido importantes referenciais teóricos e conceituais para o melhor entendimento de como determinados mecanismos biológicos podem afetar a apresentação clínica, o curso e a resposta farmacológica na doença. A utilização de modelos animais também tem trazido novos conhecimentos sobre a neurobiologia do THB (Machado-Vieira et al., 2004). Os fatores neurobiológicos intracelulares e intercelulares envolvidos na fisiopatologia do THB incluem alterações em sistemas de neurotransmissão, segundos-mensageiros, vias de transcrição de sinal e regulação na expressão gênica. Apesar da grande quantidade e diversidade de estudos avaliando a biologia da doença, ainda pouco se sabe sobre a real associação entre os achados neurobiológicos do THB e as alterações comportamentais e neurovegetativas observadas nesses pacientes. A seguir, são descritos os principais achados neurobiológicos relacionados ao THB, divididos de acordo com o tipo de modelo utilizado. |
| Sistemas de neurorreceptores |
Estudos têm descrito alterações
neuroquímicas no THB, por meio da avaliação de
diversos hormônios, neurotransmissores e seus metabólitos,
segundos-mensageiros, fatores neurotróficos e gênicos,
tanto em plasma, líquor, plaquetas e fatias de cérebro.
Com exceção da tireóide e do eixo adrenal, existem
dados muito limitados relacionados à neuroendocrinologia do THB,
especialmente no que se refere à mania aguda. Com relação
às alterações em sistemas de neurotransmissão
associados à doença, estudos têm descrito alterações
na regulação de aminas biogênicas no THB (Young
et al. 1994). Esses estudos têm demonstrado alterações
na regulação dos sistemas noradrenérgico, serotonérgico,
dopaminérgico e colinérgico. Essas aminas biogênicas
são amplamente distribuídas no sistema límbico,
as quais estão envolvidas na modulação do sono–vigília,
do apetite, de funções endócrinas e de estados
comportamentais, como irritabilidade e medo. Também tem sido
sugerido que as alterações relacionadas a esses neurotransmissores
monoaminérgicos possam ocorrer no THB em virtude de alterações
na sensibilidade de seus receptores. |
| Neuroimagem estrutural |
| Alterações na estrutura
cerebral também têm sido descritas no THB, por meio de estudos
de neuroimagem (Soares e Mann, 1997). A maioria dos estudos que avaliaram
o volume cerebral total e o grau de atrofia cortical não demonstrou
diferenças significativas entre indivíduos bipolares e controles,
enquanto um estudo encontrou a relação inversa entre a idade
e o volume da substância cinzenta cerebral em indivíduos
com THB, sugerindo uma possível perda neuronal induzida pelo transtorno.
Além disso, o mesmo grupo encontrou aumento significativo da substância
cinzenta cerebral em bipolares em uso de lítio, em comparação
com controles normais e bipolares sem uso do fármaco. Estudos que avaliaram regiões cerebrais específicas de pacientes com THB demonstraram diminuição do volume temporal em bipolares masculinos, redução significativa apenas no córtex temporal esquerdo e aumento significativo do giro temporal superior anterior, em relação a esquizofrênicos e controles. No entanto, outros cinco estudos não observaram alterações volumétricas no córtex temporal entre bipolares e controles. Em relação à amígdala, mais especificamente, um estudo observou diminuição significativa à esquerda, dois estudos encontraram aumento da amígdala, enquanto um estudo não encontrou diferenças entre bipolares e controles. Na região do hipocampo, um estudo demonstrou aumento significativo do hipocampo direito em pacientes bipolares, e outros quatro estudos não descreveram diferenças nesta região. No córtex pré-frontal (CPF), dois estudos demonstraram diminuição significativa especificamente da região subgenual de indivíduos bipolares com história familiar positiva para transtornos de humor, e outros cinco estudos não encontraram diferenças significativas no volume total ou em outras sub-regiões do CPF. Dessa forma, os achados neuroanatômicos das diversas regiões corticais cerebrais sugerem, principalmente, alterações da amígdala e diminuição do CPF subgenual, estruturas que são intimamente conectadas a regiões subcorticais e estão relacionadas com o controle da resposta emocional. Estudos que avaliaram os gânglios basais demonstraram aumento significativo do estriado, globo pálido e núcleo caudado em pacientes com THB. Um estudo demonstrou relação inversa entre a idade e o volume do putâmen, sobretudo em bipolares do tipo I, sugerindo alterações neurodegenerativas relacionadas com a idade nesta região. No entanto, seis estudos não encontraram alterações volumétricas significativas nos gânglios basais entre bipolares e controles. Os resultados observados nas regiões subcorticais e fossa posterior sugerem comprometimento dos gânglios da base e do cerebelo, estruturas associadas à modulação do afeto e da atenção, respectivamente. Em resumo, diminuição no córtex pré-frontal parece ser o achado mais consistente no estudo topográfico cerebral de pacientes bipolares. Também tem sido relatado alargamento de ventrículos, porém de forma menos consistente que na esquizofrenia. Ainda, alterações no volume de hipocampo e amígdala têm sido descritas na doença, porém sem homogeneidade destes achados específicos. Estudos realizados nos anos de 1990 descrevem de forma consistente a presença de hiperintensidades em substância branca subcortical em bipolares, usualmente associadas a alterações vasculares, as quais são denominadas de “objetos brilhantes não-identificados”. Estima-se que indivíduos com THB possuem um risco três vezes maior de apresentar lesões hiperintensas em substância branca, que é a constatação mais prevalente nos estudos em neuroimagem. Cabe lembrar que tais achados não foram considerados como específicos ao THB, já que foi observada associação entre este achado com idade avançada e alteração vascular em significativa proporção dos pacientes bipolares que apresentavam esta alteração. |
| Neuroimagem funcional |
| Com o uso de ressonância magnética
funcional têm-se examinado as áreas cerebrais que ficam ativas
em voluntários sadios versus pacientes com THB em vários
estágios do transtorno (depressão, hipomania, eutimia) por
meio de paradigmas de ativação emocional utilizando estímulos
com valência afetiva ou neutra. Tanto controles como pacientes com
THB ativam regiões cerebrais relacionadas com controle dos afetos,
incluindo o córtex pré-frontal e regiões anteriores
do giro do cíngulo. Pacientes com transtorno bipolar utilizam áreas
cerebrais diferentes (por exemplo, tálamo e hipotálamo)
dos controles saudáveis (regiões do córtex frontal).
Em contraste com controles saudáveis, pacientes com THB têm
ativações adicionais em regiões subcorticais, tais
como amígdala, tálamo, hipotálamo e porções
mediais do globo pálido. Em tarefas de indução afetiva,
pacientes bipolares em fase depressiva e na hipomania apresentam ativações
semelhantes entre si, mas diferentes dos padrões encontrados em
controles saudáveis. Entretanto, as evidências sugerem que
os pacientes com THB apresentam padrões de ativação
subcortical, que são tanto relacionados ao traço (THB) como
ao estado (fase do humor). A técnica de espectroscopia por ressonância
magnética (MRS) tem possibilitado o estudo do metabolismo de regiões
específicas do cérebro humano in vivo (Stanley et al., 2002). Utilizando a espectroscopia por ressonância com próton (HMRS), dois estudos demonstraram aumento dos compostos de colina em pacientes bipolares eutímicos e deprimidos, sugerindo alteração do metabolismo dos fosfolipídeos de membrana nesta amostra. No lobo frontal, foi observado aumento dos compostos de colina no córtex cingulado anterior direito, bem como diminuição significativa do N-acetil-aspartato na substância cinzenta de pacientes maníacos e mistos e no CPF dorsolateral de bipolares em eutimia, o que sugere diminuição da viabilidade neuronal nestas regiões. Dois estudos recentes demonstraram aumento significativo do pico de glutamato/glutamina no CPF dorsolateral esquerdo de bipolares maníacos e no giro cingulado de bipolares em uma amostra de bipolares em episódio depressivo ou misto. Possíveis alterações do metabolismo dos fosfolipídeos de membrana associados à fisiopatogenia do THB. Além disso, achados de diminuição do N-acetilaspartato no CPF e hipocampo sugerem a hipótese de disfunção neuronal no THB. Os estudos de neuroimagem estrutural e funcional convergem para um modelo de disfunção do circuito de regulação do humor, que compreende o CPF, o complexo amígdala–hipocampo, tálamo, gânglios da base e suas interconexões. Ainda, por meio de exames de tomografia por emissão de pósitrons (PET), observa-se ativação de regiões límbicas (porção subgenual do giro do cíngulo e ínsula anterior) e desativação cortical (córtex préfrontal D e parietal inferior) tanto na indução de tristeza em indivíduos normais, como em portadores de transtorno depressivos. Com o tratamento para depressão, ocorrem mudanças recíprocas, pois há aumento na atividade das regiões corticais e diminuição na atividade límbica. Estudos avaliando a taxa de metabolismo cerebral global apresentam resultados controversos, como diminuição, aumento e nenhuma diferença entre pacientes bipolares e controles. Em relação ao CPF, diversos estudos descrevem diminuição no metabolismo da glicose durante episódio depressivo, observado pela técnica de PET. Na mania, como regra geral, observam-se diminuição significativa do metabolismo do CPF dorsolateral esquerdo e aumento do metabolismo no CPF subgenual. Ainda foi demonstrada diminuição do metabolismo da amígdala esquerda em bipolares maníacos e deprimidos com história familiar positiva. Os achados com PET e tomografia por emissão de fóton único (SPECT) sugerem, com certa consistência, hipometabolismo cerebral durante a fase depressiva do THB e, embora com menos consistência, tendência ao hipermetabolismo em algumas sub-regiões cerebrais durante a fase maníaca. Cabe salientar que resultados isolados ou controversos necessitam de replicação por meio de estudos com amostras mais representativas e com melhor controle dos potenciais vieses. Estudos futuros devem determinar com mais precisão a participação e integração das diferentes regiões cerebrais durante o processamento de emoções, nas diferentes fases do transtorno (Stoll et al., 2000). |
| Biologia molecular |
A ligação de um
neurotransmissor ao seu receptor de membrana desencadeia uma cascata
de processos neuroquímicos que incluem os sistemas de segundosmensageiros,
e vários destes têm sido associados à etiopatogenia
do THB (Ghaemi et al., 1999). Os segundos-mensageiros associados à
etiopatogenia do THB são as proteínas G, AMPc (monofosfato
cíclico de adenosina), PKC (proteína quinase C) e IP3
(inosotol-trifosfato), entre outros (Manji e Lenox, 2000). As proteínas
G são um grupo de proteínas que desempenham papel fundamental
na transcrição de informação celular através
da membrana plasmática e têm sido associadas à fisiopatogenia
do THB. Diversos sistemas de receptores do SNC são modulados
pelas proteínas G, incluindo os receptores noradrenérgicos,
serotoninérgicos, dopaminérgicos, colinérgicos
e histaminérgicos, entre outros. A ativação de
neurorreceptores modula o fluxo de íons através de canais
de membrana, além de controlar a atividade de uma variedade de
enzimas “efetoras” das células da membrana, as quais
regulam a função celular via produção de
segundos-mensageiros intracelulares. |
| Neuropatologia e genética |
| Segundo Rajkowska (2002), os achados neurobiológicos mais consistentes e representativos do THB são alterações em células gliais. Estudos demonstraram significativa diminuição no número e na densidade glial (não no tamanho) no THB. Outro estudo também descreveu diminuição na densidade de oligodendrócitos (tipo de célula glial) na mesma área. Essa alteração não deve ser considerada como o principal achado neuropatológico no THB, mas sim determinadas alterações neuronais (especialmente em neurônios nãopiramidais gabaérgicos). Como base para tal argumentação, observa-se que há apenas um estudo que demonstrou redução na densidade glial em bipolares sem uso de estabilizadores do humor. Em outra revisão, foram descritas alterações metabólicas integradas entre neurônios e glia na doença. Como base referencial, cabe lembrar que os achados de estudos histopatológicos no THB foram obtidos por meio da utilização de pequenas amostras de pacientes, sem replicação posterior. Em resumo, achados neuropatológicos descritos a partir da realização de estudos postmortem, os quais demonstraram alterações morfológicas e morte de neurônios e células gliais em cérebro de pacientes bipolares, são inconclusivos. Esses estudos foram realizados utilizando pacientes suicidas, com polifarmácia, dependência química e outros fatores representativos de viés amostral. O tamanho da amostra desses estudos limitou-se a dez, no máximo vinte pacientes, o que, pela lógica científica, exclui a possibilidade de extrapolar esses achados como sendo característicos da doença, mesmo que alguns autores assim proponham. Quanto aos estudos genéticos no THB, ainda não existe nenhum marcador genético associado diretamente com o surgimento da doença. |
| Conclusões |
| Todos esses avanços descritos
no estudo da neurobiologia do THB devem ser interpretados com cautela
e sem generalizações. Em alguns tópicos, diversos
achados devem ser replicados e conduzidos com amostras maiores e menos
heterogêneas. A falta de modelos animais da doença que
incluam os ciclos de mania e depressão e que tenham suficiente validade preditiva e de construto para extrapolar os achados encontrados para humanos é um dos fatores que limitam a produção de novos conhecimentos sobre as bases biológicas do THB. As perspectivas mais promissoras no estudo das bases biológicas da bipolaridade parecem estar associadas com a realização de estudos genéticos, de biologia molecular e neuroimagem funcional em portadores. Essas linhas de pesquisa têm provido descobertas recentes e ainda poderão trazer importantes contribuições sobre a etiopatogenia do THB. O uso continuado dos estabilizadores do humor parece ser fundamental não somente para manter o quadro de humor estável, mas também para evitar o surgimento de modificações bioquímicas relacionadas a certo grau de dano neural. Por outro lado, a nãoaderência ao tratamento farmacológico e a conseqüente agudização do THB pode determinar danos celulares secundários e alterar de forma consistente, e por vezes irreversível, o processo cognitivo e o curso e prognóstico da doença. Estudos que avaliem a modulação induzida pelos estabilizadores de humor em sistemas de neurotransmissão e neuroproteção neurônio-gliais poderão prover novos conhecimentos sobre a neurobiologia e auxiliar a descoberta de novas opções terapêuticas para o tratamento dos pacientes portadores dessa doença tão complexa. |
| Referências bibliográficas |
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Órgão Oficial do Departamento
e Instituto de Psiquiatria
Faculdade de Medicina - Universidade
de São Paulo