História | Formação hipocampal | Alterações estruturais do Hippocampo | Epileptogênese x BFM

Plasticidade sináptica  | Cirurgia em epilepsia | Modelo Experimental | Novos modelos

Neurodegeneração x Neurogênese | Mémória | Expressão gênica | Desenvolvimento de software

          A condição conhecida como "epilepsia" é muito mais que uma simples convulsão (movimento estereotipado de cabeça e membros), ainda que uma crise epilética típica curse com convulsões.

Por Beatriz Monteiro Longo

e Marcela Blanco

       A história da epilepsia é, provavelmente, tão antiga quanto a da espécie humana (Penfield e Jasper, 1954). Os povos antigos acreditavam que os epilépticos eram tomados, possuidos, por maus espíritos e demônios, o que explica a etimologia do nome epilepsia, do grego epilambanein, que significa tomar, capturar, possuir (Niedermeyer, 1990). Tem-se notícia que, entre 400 aC. e 200 dC., Hipócrates, acompanhado por Arateus, Celsus e Plínius, centraram seus estudos na identificação da epilepsia como uma doença do cérebro. Data, portanto, dessa época a definição da condição epiléptica como de natureza clínica (Niedermeyer,  1990). Avanços significativos nessa direção se seguiram ao longo do tempo até a segunda metade do século XVIII, quando o médico suiço Samuel Auguste Tissot apontou a epilepsia como fenômeno decorrente de lesões cerebrais, como tumores, AVCs e traumatismos, e que o estudo destas lesões seria fundamental para a compreensão da doença (Karbowiski, 1984 apud Niedermeyer, 1990). No século XIX, Bouchet e Cazauvieilh (1825), através da análises de autópsias, observaram diversos tipos de lesão no cérebro de pacientes epilépticos (citado por Babb e Brown, 1984). Tais observações influenciaram Sommer (1880), que num primeiro estudo microscópico, descreveu algumas alterações patológicas no hipocampo de seus pacientes (citado por Menncke e Veith, 1992). Sommer chamou tais alterações de esclerose hipocampal que identificou como possível causa da epilepsia (McNamara, 1994).

        A epilepsia é uma síndrome caracterizada por crises espontâneas e recorrentes, podendo ser o resultado de descargas paroxísticas, excessivas e sincrônicas de uma população neuronal. Muitos fatores podem estar envolvidos nestas descargas anormais, e as manifestações clínicas dependem do tipo e da localização do grupo neuronal envolvido. Além disso, estas crises podem ser observadas em muitas doenças que, direta ou indiretamente envolvem o sistema nervoso, incluindo os desequilíbrios iônicos e eletrolíticos, as desordens no metabolismo dos carboidratos, dos aminoácidos e lipídios, de infecções, intoxicações, tumores ou traumas encefálicos e da elevação da temperatura corporal (Wasterlain,1989).

        Apesar de não ser definida como uma doença específica, a epilepsia representa um grupo complexo de desordens cuja principal característica  é a manifestação de crises epilépticas espontâneas e recorrentes (CER) que se desenvolvem a partir de certas áreas do sistema nervoso central (SNC) (Guerreiro et al., 2000; Dichter, 1997). As expressões “desordem epiléptica”, “desordem convulsiva”, “síndrome epiléptica” e “desordem de crise” têm o mesmo significado. Todas se referem a episódios de disfunção cerebral manifestados por alterações estereotipadas do comportamento (Engel e Pedley, 1997). Segundo Guerreiro (2000), “crises epilépticas são eventos clínicos que refletem disfunção temporária de um conjunto de neurônios de parte do encéfalo (crises focais), ou de área mais extensa, envolvendo simultaneamente os dois hemisférios cerebrais (crises generalizadas)”.

        Padrões sincrônicos e excessivos de disparos anormais de uma população neuronal são as principais causas das crises epilépticas (McNamara, 1999) que são classificadas em mais de 40 tipos distintos. Esta classificação é definida não só pelo tipo de manifestação mas também por características clínicas, como padrão de recorrência das crises, causa, idade de início dos eventos epilépticos, presença ou ausência de ocorrência na família, padrões eletroencefalográficos, e prognóstico da doença (Engel e Pedley, 1997). Um destes tipos, a epilepsia do lobo temporal (ELT), é alvo de intensa investigação, por sua alta prevalência e por ser, em geral, refratária ao tratamento medicamentoso (Guerreiro et al., 2000). Segundo a tabela de classificação internacional das síndromes epilépticas (ver Guerreiro et al., 2000), a ELT é caracterizada por crises parciais recorrentes, simples e complexas, e corresponde à cerca de 50% das epilepsias.

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        Þ  Epilepsia do Lobo Temporal e a Formação Hipocampal

Em estudos mais recentes baseados no resultado positivo de recuperação total ou parcial dos pacientes epilépticos submetidos à cirurgia de hipocampectomia, acrescido de informações obtidas nos registros eletroencefalográficos dessa estrutura, e análise do material retirado das cirurgias ou autópsias, verificou-se que as alterações patológicas localizavam-se nas estruturas mesiais temporais, particularmente no complexo hipocampal e amígdala. Inicialmente foram chamadas de esclerose incisual (Earle et al., 1953), esclerose pararrinal (Gastaut et al., 1975), atrofia temporal esclerótica (Mathieson, 1975) e, como é chamada até hoje, esclerose mesial temporal (EMT) ou esclerose hipocampal (Falconer et al., 1964). O acompanhamento desses casos mostrou que a maioria desses pacientes passou por convulsões febris intensas ou repetidas, ou estado de mal epiléptico (SE) na infância, desenvolvendo mais tarde uma epilepia do lobo temporal (ELT) (Sagar e Oxbury, 1987; Meldrun e Bruton, 1992). O lobo temporal é o mais epileptogênico dos lobos cerebrais (Rasmussen, 1975). Quarenta e oito porcento das epilepsias parciais, ou focais, se originam no lobo temporal e, mesmo quando são consideradas formas generalizadas de epilepsia, elas ainda são estatisticamente expressivas (40%)  (Gastaut et al., 1975). A idéia de que a atividade epiléptica na ELT é, possivelmente, gerada no complexo hipocampal poderia, então, ser confirmada através do estudo de alguns fatores associados a vulnerabilidade epileptogênica dessa estrutura (Niedermeyer, 1990 ).

De fato, a estrutura mais danificada na ELT é a formação hipocampal que exibe uma perda neuronal seletiva resultando na esclerose hipocampal (McNamara, 1994). Em muitos casos esse termo descreve uma grande perda das células piramidais do CA1 e CA3 e neurônios da região polimórfica do giro denteado (PoDG ou hilo). As células piramidais do CA2 e granulares do giro denteado (DG) são mais resistentes (Meldrum e Bruton, 1992). Os principais fatores responsáveis pela vulnerabilidade diferente entre os neurônios hipocampais frente a uma condição epiléptica estão relacionados à variação na expressão de receptores e proteínas. A região do hilo, o CA1 e CA3 são regiões de neurônios ricos em receptores glutamatérgicos do tipo NMDA, mais concentrados no CA1, e do tipo cainato, no caso do hilo e CA3 (Geddes et al., 1986; Tremblay et al., 1985). Estes receptores, quando ativados, permitem um influxo de cálcio que em altas concentrações pode levar à morte celular. Por outro lado, a presença de proteínas tamponadoras de cálcio como a calbindina e a cromogramina podem promover uma maior resistência à lesão neuronal (Babb et al., 1991; Sloviter, 1991).

        O fato da retirada do hipocampo esclérótico resultar em uma melhora dramática do quadro epiléptico, sugere que esta estrutura origina o distúrbio epiléptico. Dessa forma, parece plausível que crises intensas possam causar esclerose hipocampal, mas, uma vez desenvolvida, a própria esclerose pode ser causa da epilepsia (McNamara,1994).

Anatomicamente, o giro denteado (DG), o hipocampo propriamente dito ou corno de Ammon (CA), juntamente com o complexo subicular (subículo, para-subículo e pré-subículo) e córtex entorrinal compõem a formação hipocampal . Na subdivisão do hipocampo em áreas CA1 (a, b, c), CA2, CA3 (a, b, c) e CA4, designadas pelo anatomista Lorente de Nó (1934), a região superior da estrutura é chamada de CA1 , a inferior de CA3, com a pequena área CA2 entre elas, e a última área CA4. Esta última foi posteriormente incorporada ao giro denteado, e constitue com ele o hilo hipocampal, também conhecido por região polimórfica (PoDG). Tem sido questionado se a região CA2 deveria ser considerada separadamente das áreas adjacentes CA1 e CA3. Em seccões coradas do cérebro de roedores adultos, é difícil detectar o segmento CA2. No entanto, ontogeneticamente a região do CA2 se desenvolve dois ou três dias mais cedo do que as regiões CA1 e CA3.  Como já descrito acima, essa região também apresenta uma maior resistência a destruição pela administração de certas toxinas (ex: agentes epileptogênicos) do que as áreas adjacentes. Isso implica que a área CA2 possui diferenças neuroquímicas qualitativas ou quantitativas em relação a sua vizinhança.

Descrições alternativas das áreas hipocampais vêm sendo apresentadas de tempos em tempos, algumas das quais ainda são utilizadas. Um delas é oferecida pelo anatomista M. Rose que por volta de 1920 descreveu o hipocampo em termos de áreas “h” (Lorente de Nó, 1934). Nesta terminologia, h1 é equivalente ao CA1 e à uma pequena porção do córtex de transição, o h2 equivale ao CA2 e à algumas áreas adjacentes da região CA3, o h3 e h4 ao que sobra da região CA3, e h5 ao CA4. O sistema “h” é em geral utilizado pelos neuropatologistas que também definem regiões especialmente sensíveis a danos por epilepsia e hipóxia como o setor de Sommer. Este termo se refere à área h1 que inclui o CA1 e parte do tecido interno a ele (subículo e pré-subículo).

O hipocampo propriamente dito é composto por três camadas: molecular, polimórfa e camada de células piramidais. Devido à diferença na organização dos axônios e dendritos, estas camadas são subdivididas em seis lâminas (N’Guyen et al., 1987; Lopes da Silva et al., 1990; Lorente de Nó, 1934).

- epêndima ou zona epitelial, que forma o revestimento da superfície ventricular do hipocampo.

- alveus, constituido por fibras aferentes e principalmente eferentes da formação hipocampal que originam a fímbria e o fórnix;

- stratum oriens, formado por axônios e dendridos basais das células piramidais, contém outros tipos celulares como as células em cesto que são interneurônios inibitórios do hipocampo;

- stratum piramidales, composto por agrupamento denso de células piramidais, principal tipo celular do CA;

- stratum radiatum, é a camada que se caracteriza por corpos celulares esparsos e vários sistemas de fibras com aspécto radiado;

- stratum lacunoso moleculare, formado pelas ramificações dos dentritos apicais das células piramidais.

O giro denteado também possui três camadas: camada molecular, camada granular, e hilo ou PoDG, que, entre outros tipos neuronais, contêm as células musgosas. Os mais importantes interneurônios desse complexo são as células em cesto, encontradas principalmente nas camadas piramidal e granular. São consideradas de influência inibitória e fazem sinapse com as células piramidais do CA (corno de Ammon) e com as granulares do giro denteado (Robert et al., 1996).

O subículo, que forma a parte superior do giro para-hipocampal e margeia a parte inferior da fissura hipocampal, representa a transição do córtex de três camadas do hipocampo e DG até o córtex de seis camadas da área entorrinal do giro para-hipocampal; esta transição ocorre gradualmente. Diferenças citoarquitetônicas permitiram dividir essa estrutura, da superfície para a profundidade, em para-subículo, pré-subículo e subículo propriamente dito (Lopes da Silva et al., 1990; Lorente de Nó, 1934).

O córtex entorrinal, nos roedores, é subdividido em regiões medial e lateral. Constitui a aferência mais importante do hipocampo e giro denteado. Origina a via perfurante, alêm de outras projeções da área entorrinal lateral para o estriado, amígdala e outras áreas corticais. O córtex entorrinal recebe fibras do córtex sensorial, olfatório, visual, somatosenssorial e de estruturas subcorticais (Amaral et al.,1989; Insausti et al., 1987).

 As informações do córtex entorrinal (CE) chegam no complexo hipocampal através da via perfurante alcançando primeiramente o giro denteado. Por sua vez, as células granulares do giro denteado se projetam para o CA3 por seus axônios conhecidos por fibras musgosas. Essas fibras fazem sinapse com as células musgosas do PoDG e com células piramidais de CA3, que através de suas projeções, alcançam o CA1 por vias eferentes formando o sistema colateral de Schaffer. A região CA1 envia projeções ipsilateralmente para o subículo e CE, de onde as informações processadas seguem para outras estações. Os campos da formação hipocampal estão ligados por conexões largamente unidirecionais. Este circuito e suas conexões formam a clássica via tri-sináptica hipocampal (Curtis et al., 1992).  As sinapses desta circuitaria são predominantemente excitatórias, sendo que a inibição se faz principalmente por interneurônios localizados no hilo (PoDG) e na região do corno de Ammon. Os principais neurotransmissores envolvidos neste circuito são o glutamato e o GABA. O CE tem projeções difusas para quase todo o manto cortical ipsilateral, incluindo o córtex piriforme, o giro do cíngulo e o córtex pré-frontal, e projeções menores para o lado contralateral homólogo. Além disso, o córtex entorrinal está conectado de forma bidirecional com áreas que incluem os núcleos septais, a amígdala e o córtex temporal inferior. Em resumo, a formação hipocampal participa de uma série de circuitos anatômicos que envolvem áreas corticais e subcorticais.

No nível do PoDG, as células musgosas que recebem aferências excitatórias das fibras musgosas (axônios das células granulares do DG), inervam as células em cesto e estas, por sua vez, inervam as células granulares, estabelecendo assim um circuito recorrente inibitório com estas últimas. Este circuito é extremamente importante na discussão da participação do hipocampo na gênese das crises epilépticas.

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        Þ  Alterações Estruturais do Hipocampo na ELT

Por Simone Bittencourt

e Luiz Eugênio Mello

Há duas alterações anatômicas sobressalentes encontradas no hipocampo de portadores de ELT:  a esclerose hipocampal e o brotamento das fibras musgosas (BFM).

A atrofia ou esclerose hipocampal é caracterizada macroscopicamente por endurecimento e redução volumétrica do hipocampo.  Estas alterações foram observadas pela primeira vez em 1825, por Bouchet e Cazauvieilh, por meio de estudo post mortem em pacientes epilépticos (Bouchet e Cazauvieilh, 1825).  Em 1880, Sommer, observa microscopicamente, que a esclerose é causada por perdas neuronais do hipocampo (Falconer, 1968).  As perdas neuronais mais acentuadas são observadas no pró-subículo, CA1 (Mathern et al., 1996), CA3 e hilo (Dam, 1980; Babb et al., 1984; Houser et al., 1992).  Segundo achados em modelos experimentais, as células hilares são uma das primeiras populações neuronais do hipocampo a morrer (Nadler et al., 1980b; Sloviter, 1987; Cavazos e Sutula, 1990).  Em tecido de pacientes epilépticos tratados cirurgicamente (Sutula et al., 1989; Houser et al., 1990; Babb et al., 1991; El Bahh et al., 1999) e em modelos animais de ELT (Buckmaster e Dudek, 1997; Nissinen et al., 2001), a perda dos neurônios do hilo parece correlacionar-se com a extensão do BFM.  No hilo existem vários tipos de células, sendo as células musgosas aparentemente as mais vulneráveis a morte (Margerison e Corsellis, 1966; Dam, 1980; Babb et al., 1984) e, especificamente talvez ainda mais vulneráveis, as células musgosas negativas para CGRP (peptídeo relacionado ao gene calcitonina) (Longo et al., 2003).  Porém, mesmo com relatos de que há relação entre a morte das células hilares e o surgimento do BFM, há diversos estudos que colocam em questão a obrigatoriedade da relação entre a morte dessas células e o BFM (Adams et al., 1997; Stringer et al., 1997; Gombos et al., 1999).  Por outro lado, o grau de lesão das células hilares não é de forma alguma homogêneo entre os vários modelos (por exemplo, estimulação elétrica e ácido caínico) e em alguns casos nem para um mesmo modelo (por exemplo o ácido caínico) (Sloviter et al., 2003).

 Morfologicamente, o BFM é caracterizado pela reorganização dos axônios das células granulares (fibras musgosas) para dentro do 1/3 interno da camada molecular do giro denteado (Sutula et al., 1989) (Figura 2).  Esse brotamento pode ser facilmente visualizado pela técnica de neo-Timm, devido a concentração elevada de zinco nos terminais sinápticos das fibras musgosas, sendo que a técnica de Timm marca seletivamente terminais sinápticos que contenham zinco (Danscher, 1981).  O BFM foi descrito pela primeira vez por Nadler, Perry e Cotman, em 1980, que ao lesarem experimentalmente o hilo e o CA3 com ácido caínico (um agonista glutamatérgico) observaram o surgimento de brotamentos a partir daquelas áreas lesadas (Nadler et al., 1980a).  Evidentemente a reorganização axonal pós-lesão, não é propriedade exclusiva das fibras musgosas, ocorrendo em vários outros locais no sistema nervoso central (Salin et al., 1995; Perez et al., 1996; McKinney et al., 1997; Esclapez et al., 1999).  O primeiro brotamento axonal foi descrito em neurônios intracorticais, por Ramón y Cajal, em 1928 (Ramón y Cajal, 1928).  Cajal sugere que um novo brotamento pode ser capaz de formar novas sinapses e assim aumentar a atividade dentro dos circuitos corticais.  A idéia de que o brotamento pode aumentar a ativação neuronal, também esteve presente no descobrimento do BFM, o que fez com que este brotamento passasse a figurar no rol das possíveis causas para explicar as crises epilépticas das epilepsias do lobo temporal com esclerose mesial.  Ainda nos dias atuais, a hipótese de que o BFM é um dos principais responsáveis por fornecer o substrato epileptogênico ao hipocampo é bastante forte.  Esta consideração leva em conta, principalmente, a coincidência entre o surgimento do brotamento e o aparecimento das crises epiléticas, o qual pode ser verificado tanto na epilepsia humana (de Lanerolle et al., 1989; Sutula et al., 1989; Houser et al., 1990; Houser, 1999), como em modelos experimentais de ELT (Tauck e Nadler, 1985; Sutula et al., 1988; Mello et al., 1992). Importante observar que os primeiros trabalhos nessa área também enfatizavam a ausência do BFM em animais de laboratório e em seres humanos não epilépticos (Tauck e Nadler, 1985; Sutula et al., 1988; Ribak e Peterson, 1991; Mello et al., 1992; Seress, 1992).

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Por Simone Bittencourt

e Luiz Eugênio Mello

Sabe-se que o BFM tem capacidade excitatória, porém a “resultante funcional” do circuito reorganizado pelo brotamento, é muito questionada, uma vez que esta resultante não só depende do tipo de conexão final realizada pelo brotamento (ou seja, conexão com os dendritos das células granulares ou conexão com os interneurônios), como também depende da capacidade de condução do potencial de ação pelo próprio brotamento.  Se o terminal sináptico do brotamento realiza sinapse com os dendritos das células granulares, o circuito resultante provavelmente é excitatório recorrente, mas por outro lado, se o terminal sináptico do brotamento realiza sinapse com os interneurônios inibitórios, o circuito resultante provavelmente é inibitório recorrente.  Há inúmeras evidências, da possibilidade do BFM formar sinapses com células granulares e com interneurônios inibitórios.  A partir destes fatos, duas hipóteses são constantemente testadas:  1) Hipótese excitatória recorrente - sugere que o BFM é pró-epileptogênico, capaz de potencializar os circuitos excitatórios hipocampais, tornando-os susceptíveis as crises epilépticas;  2) Hipótese inibitória recorrente - sugere que o brotamento é um ajuste homeostático que diminui a susceptibilidade para ocorrência de crises epilépticas.

Fisiologicamente, as células musgosas hilares recebem aferências dos axônios excitatórios das células granulares (as fibras musgosas) e projetam os seus axônios para células inibitórias que por sua vez lançam suas conexões inibitórias para o dendritos das células granulares, promovendo uma inibição recorrente para as células granulares (Wuarin e Dudek, 1996). Com a morte das células musgosas as células inibitórias perderiam o tônus excitatório e conseqüentemente as células granulares ficariam sob uma menor ou ausente influência inibitória (Babb et al., 1991; Houser et al., 1992).  Esse fenômeno da morte das células musgosas propiciaria um rearranjo do sistema nervoso para suprir as sinapses perdidas.  Não é sabido o motivo, mas o rearranjo é oportunamente realizado pelas fibras musgosas diretamente sobre a árvore dendrítica das próprias células granulares, promovendo assim a substituição de sinapses inibitórias (das células inibitórias deaferentadas), por sinapses excitatórias (Tauck e Nadler, 1985; Cavazos e Sutula, 1990; Elmer et al., 1997), transformando desse modo, as células granulares em células auto-excitáveis.

A hipótese excitatória recorrente é reforçada com o aparecimento simultâneo, em modelos com animais de laboratório, do BFM com as crises epilépticas espontâneas (Cronin e Dudek, 1988; Wuarin e Dudek, 1996; Buckmaster e Dudek, 1997; Lynch e Sutula, 2000; Wuarin e Dudek, 2001).  Evidências adicionais à hipótese excitatória recorrente, decorrem de estudos eletrofisiológicos e morfológicos caracterizando a hiperexcitabilidade decorrente desses circuitos, não só em modelos animais de epilepsia (Tauck e Nadler, 1985; Cronin e Dudek, 1988; Isokawa e Mello, 1991; Wuarin e Dudek, 1996) mas também em seres humanos epilépticos (Isokawa et al., 1991; Masukawa et al., 1992; Mathern et al., 1997).

Complementarmente, acredita-se que o BFM aumenta a função excitatória por meio da liberação do zinco de seus terminais sinápticos, que por sua vez difunde-se para sinapses inibitórias da camada molecular interna, bloqueando o funcionamento das mesmas (Buhl et al., 1996; Shumate et al., 1998).  Conseqüentemente, a fragilidade da inibição propiciada pelo BFM, poderia explicar a susceptibilidade às crises pelos pacientes com ELT (Wu e Leung, 2001).

Contrariamente à hipótese excitatória recorrente, inúmeros estudos argumentam contra a possibilidade do BFM facilitar a epileptogênese, e enfatizam diversas outras vertentes como a já mencionada diminuição do tônus excitatório sobre os neurônios inibitórios, o aumento da inibição em decorrência de brotamento de fibras musgosas sobre neurônios inibitórios e a fragilidade dos axônios brotados em conduzir potenciais de ação entre outros achados (Ribak e Peterson, 1991; Sloviter, 1992; Elmer et al., 1997; Kotti et al., 1997; Longo e Mello, 1997; Timofeeva e Peterson, 1999; Scharfman et al., 2003).  Embasando a hipótese do brotamento realizar sinapses com interneurônios inibitórios, Sloviter (1992), por exemplo, mostra in vivo que a inibição é maior no giro denteado, quando o brotamento ocorre, do que em animais sem brotamento (animais controle) (Sloviter, 1992).  Como também em ratos tratados com Pilo (agonista colinérgico, capaz de promover status epilepticus - vide Anexo I) além do aumento da inibição no giro denteado, as crises iniciais geram ondas de hiperpolarização (Zappone e Sloviter, 2004). Por outro lado, independentemente do BFM realizar contatos inibitórios ou excitatórios, há relatos de que as fibras do BFM têm um baixo potencial para conduzir o potencial de ação, gerando falências na condutibilidade do estímulo, possivelmente devido ao diâmetro de suas fibras e/ou ausência de mielina (Molnar e Nadler, 1999; Scharfman et al., 2003), portanto, não justificando o seu papel pró-epileptogênico.  Estudos eletrofisiológicos corroboram essa idéia de que o BFM possui uma fraca condutibilidade do estímulo (Timofeeva e Peterson, 1999; Scharfman et al., 2003).

Outro dado, a favor da hipótese inibitória recorrente, é a ausência de relação entre a extensão do brotamento e freqüência das crises epilépticas, em humanos e em modelos experimentais de epilepsia (Cronin e Dudek, 1988; Buckmaster e Dudek, 1997; Timofeeva e Peterson, 1999; Ying et al., 1999; Mohapel et al., 2000; Pitkanen et al., 2000; Nissinen et al., 2001; McKhann et al., 2003; Scharfman et al., 2003), mesmo com a coincidente história do aparecimento simultâneo do BFM a das crises epilépticas, embora alguns investigadores ofereçam interpretações alternativas para esse acontecimento (Xu et al., 2004a).  Neste estudo, Xu e colaboradores relatam que em roedores “propensos a ter crises”, embora não haja correlação entre o BFM e a susceptibilidade ao status epilepticus, há uma correlação entre o BFM e a freqüência de crises espontâneas e recorrentes, porém, dentre os 4 tipos de roedores analisados por estes pesquisadores, essa correlação só foi verificada nesta linhagem “propensa a ter crises”, não sendo verificada qualquer relação entre as outras três linhagens analisadas (roedores resistentes às crises, Wistar e Long-Evans hooded).  Um outro estudo realizado pelos mesmos autores, demonstrou que a infusão aguda de fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) aumenta excitabilidade sem contudo causar qualquer brotamento (Xu et al., 2004b), e assim neste estudo, argumentado pela ausência de relação obrigatória entre BFM e crises geradas pelo hipocampo.  Outros autores, por métodos diferentes, também compartilham da mesma conclusão (Elmer et al., 1997).  Complementarmente, outros pesquisadores têm demonstrado que animais sem crise podem apresentar significativo BFM (Nissinen et al., 2001).

           Estudos anatômicos e fisiológicos realizados em nosso laboratório, utilizando um inibidor de síntese protéica (ciclohexamida - CHX) para bloquear o BFM, têm embasado a hipótese de que o BFM é um epifenômeno com relação a epilepsia (fenômeno não relacionado ao desenvolvimento das crises epilépticas), uma vez que a presença ou ausência do brotamento é indiferente para ocorrência de crises (Longo e Mello, 1997; Longo et al., 2002).  Porém, outros autores não validaram esses dados visto não terem conseguido replicar os estudos acima (Williams et al., 2002). Porém dados recentes do nosso labolatório (dados submetidos para publicação), obtidos por meio de microscopia eletrônica de transmissão, junto com nossos achados anteriores, endossam que a presença ou ausência do BFM é indiferente a ocorrências de crises epilépticas (Longo e Mello, 1997; Longo et al., 2002; Bittencourt - 2005 - dados submetidos para publicação).

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        Þ  Plasticidade sináptica x epilepsia

Por Simone Bittencourt

e Luiz Eugênio Mello

A sinapse é responsável pela transmissão de sinais neurais de neurônio a neurônio.  Tendo a capacidade de transmitir alguns sinais e de refugar outros.  É devido a essa transmissão variável dos sinais, que a sinapse talvez seja o determinante mais importante da função do sistema nervoso central.  As sinapses são estruturas dinâmicas que variam a sua morfologia de acordo com o contexto em que se encontram (Toni et al., 2001), como por exemplo em condições normais nos processo de aprendizagem ou em condições de epilepsia.  Assim sendo, possivelmente, uma das formas de entender o papel do BFM na ELT é por meio de análises das sinapses na intimidade de suas estruturas.  Nessa linha de raciocínio, vários estudos têm sido relevantes na caracterização da reorganização sináptica em humanos e em modelos experimentais de ELT.  Em decorrência desses estudos são claras as evidências de que as sinapses formadas na CMI do giro denteado, são primariamente excitatórias e em espinhos dendríticos (Isokawa, 1998, 2000) e, que o BFM é caracterizado por sinapses tanto com interneurônios inibitórios como excitatórios (Okazaki et al., 1995; Zhang e Houser, 1999; Cavazos et al., 2003). 

Estudos recentes têm demonstrado que a resultante funcional do circuito de uma região, está relacionada à eficiência sináptica daquela região.  É sabido que esta eficiência sináptica é morfologicamente caracterizada pela presença de sinapses perfuradas e sinapses não-perfuradas (Toni et al., 2001; Ganeshina et al., 2004).  Vários estudos têm comprovado a relação entre a intensificação da atividade sináptica, e aumento do número de sinapses perfuradas, a exemplo:  potencial de longa duração (LTP) (Geinisman, 1993; Buchs e Muller, 1996; Schuster et al., 1998; Weeks et al., 2000), abrasamento (Geinisman et al., 1988, 1992), estimulações elétricas repetidas (Artyukhina e Ryabinina, 1980), aprendizagem comportamental (Vrensen e Cardozo, 1981; Van Reempts et al., 1992) e ambiente enriquecido (Greenough et al., 1978; Sirevaag e Greenough, 1985).

 Outras evidências a partir de estudos ultra-estruturais realizados na região CA1 do hipocampo, sugerem que as sinapses perfuradas, podem evocar resposta pós-sináptica maior que as sinapses não-perfuradas (Ganeshina et al., 2004).  O motivo para uma maior eficiência por parte das sinapses perfuradas é o maior aporte de receptores AMPA e NMDA verificados nessas sinapses, em relação às sinapses não-perfuradas (Ganeshina et al., 2004).  Esses achados reforçam a idéia de que a potencialização da transmissão sináptica pode estar associada a algumas formas de plasticidade sináptica.  Assim, o perfil morfológico e a proporção de receptores encontrados em uma dada sinapse, fazem parte das particularidades envolvidas no controle de cargas “positivas e negativas” no sistema nervoso central (Gray, 1959; Parnavelas et al., 1974; Matus et al., 2000) e, acredita-se que possivelmente estejam alteradas no contexto da epilepsia.

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        Þ  Cirurgia em Epilepsia

 Por Julieta Gonçalves S. P. Melo

A epilepsia é um doença neurológica que pode ter diversas causas. Traumatismos cranianos, neurocisticercose, lesões cerebrais, alterações da formação do cérebro no período embrionário e hereditariedade são algumas das causas que levam à epilepsia.

A avaliação completa de um paciente com epilepsia, especialmente aqueles com um difícil controle medicamentoso, inclui a análise dos sintomas das crises, do eletrencefalograma (EEG e vídeo-EEG), dos exames de imagem (tomografia e ressonância magnética do crânio) e dos testes neuropsicológicos.

Quando esta avaliação diagnostica que o paciente tem um tipo de epilepsia que pode ser tratada através de cirurgia, é necessário que ocorra uma perfeita integração entre as informações clínicas, neuropsicológicas e de imagem para possibilitar a determinação precisa da zona epileptogênica e a possibilidade da sua remoção cirúrgica sem causar prejuízo das funções neurológicas motoras ou cognitivas.

O tratamento cirúrgico de alguns tipos de epilepsia permite uma visão otimista do resultado final, sendo que o paciente pode ficar livre das crises e dos medicamentos, dependendo do diagnóstico pré-operatório.

Alguns exemplos de epilepsias com bom prognóstico após o tratamento cirúrgico são:

-  epilepsia do lobo temporal associada à esclerose mesial, incluindo a amígdala, hipocampo e giro parahipocampal, que representa 70% das epilepsias focais do adulto e geralmente é ligada à crise febril na infância;

- epilepsia lesional relacionada à presença de tumor, mal-formação vascular, displasias e outras lesões cerebrais.

A cirurgia consiste na retirada e desconexão das estruturas que estão gerando as descargas epilépticas. No caso da esclerose mesial temporal estas estruturas são: a parte neocortical anterior do lobo temporal, o hipocampo, a amigdala e o giro parahipocampal.

Entre os pacientes operados que apresentam esclerose mesial temporal pura, com todos os dados clínicos, eletrencefalográficos e de imagem concordantes, 70% ficam livres de crises, podendo interromper o uso de medicamentos anti-epilépticos após 2 anos da cirurgia. 20% reduzem muito o número de crises, mas precisam continuar tomando a medicação em dose menor para o controle das crises e 10% mantém o mesmo número de crises após a cirurgia.

Como o hipocampo é responsável pela memória, nomeação, fluência verbal, planejamento espacial, entre outras funções, é esencial a avaliação e acompanhamento neuropsicológico para analisar o quanto estas funções são executadas pelo hipocampo doente e minimizar os riscos de possíveis dificuldades pós-operatórias. Distúrbios de linguagem podem ocorrer quando a ressecção é realizada no lobo temporal dominante, como dificuldade de nomeação, e são transitórios. Distúrbios de campo visual ocorrem com frequência (quadrantopsias parciais) sem repercussão clínica, o paciente não nota a diferença e não o atrapalha em nenhuma de suas atividades.

Complicações cirúrgicas podem acontecer e estão descritas na literatura internacional em torno de 5% dos casos, como infecção na cicatriz operatória, meningite, déficit motor, dificuldade de fala, riscos anestésicos, e outros riscos presentes em qualquer cirurgia.

Diversos estudos têm sido desenvolvidos na Universidade Federal de São Paulo, tanto com os animais de laboratório, quanto com os tecidos humanos epilépticos ressecados durante as cirurgias, especialmente o hipocampo, a fim de compreender melhor a epilepsia e desenvolver novas possibilidades de tratamento.

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        Þ  Modelo de Epilepsia induzida por Pilocarpina

O uso de modelos experimentais tem sido essencial para o avanço do conhecimento de diversas patologias, bem como na avaliação de abordagens terapêuticas cirúrgicas e medicamentosas. Neste contexto, a contribuição dos modelos experimentais de epilepsia tem sido imprescindível para o conhecimento desta doença. A utilização desses modelos serve de ensaio para várias técnicas que posteriormente são usadas na investigação clínica. Além disso, através dos modelos experimentais são obtidas informações referentes à fisiopatologia das epilepsias, permitindo que novas drogas antiepilépticas sejam avaliadas em animais de experimentação, assim como investigados seus mecanismos de ação, antes destas serem utilizadas na clínica.

A grande diversidade de modelos experimentais está relacionada com a multiplicidade de fatores envolvidos na epilepsia e com a variedade de possíveis abordagens para estudar o fenômeno. Portanto, a escolha do modelo depende dos objetivos da pesquisa, tais como teste de novas drogas, descrições fenomenológicas (para identificação de variáveis potencialmente relevantes) ou mesmo para a determinação dos mecanismos subjacentes.

A epilepsia se caracteriza pela recorrência de crises, mas a maioria dos modelos experimentais disponíveis são apenas modelos de convulsão. Um modelo ideal de epilepsia do lobo temporal humana deveria apresentar crises espontâneas e cronicamente recorrentes, e reproduzir aspectos comportamentais e fisiopatológicos das crises parciais complexas humanas associadas à esclerose mesial temporal. Existem alguns modelos de epilepsia com crises recorrentes, desenvolvidos em roedores, como o ácido caínico (KA) e a pilocarpina (PILO), os quais induzem uma série de eventos que simulam aqueles observados na epilepsia do lobo temporal (ELT) (Ben-Ari, 1985; Cronin e Dudek, 1988; Cavalheiro et al., 1991; Leite et al., 1991; Mello et al., 1993).

O modelo da pilocarpina, desenvolvido em 1983 por Turski e colaboradores, é hoje um dos mais utilizados modelos de epilepsia, inclusive por nosso labaratório. A pilocarpina é capazes de simular características histológicas, bioquímicas, farmacológicas, eletrofisiológicas e comportamentais similares as vistas em humanos (Turski et al., 1983).  A pilocarpina é um alcalóide extraído das folhas da planta jaborandi (Pilocarpus jaborandi), a qual possui propriedades colinérgicas capazes de induzir status epilepticus e assim causar lesões encefálicas, tanto quando administrada diretamente no encéfalo quanto administrada por via sistêmica.

Em decorrência do status epilepticus, observa-se perdas neuronais no hilo e na região CA3 do hipocampo, assim como também na amígdala, córtex entorrinal, tálamo e córtex cerebral (Turski et al., 1983).  Além disso, surgem brotamentos das fibras musgosas (Mello et al., 1993), que coincidem com o aparecimento das crises epilépticas espontâneas, crises com duração de um minuto no máximo, aparecendo com freqüência variável desde uma crise a cada um ou dois meses até várias crises por dia (Leite et al., 1990).  Geralmente as crises epilépticas são acompanhas por alterações comportamentais e eletroencefalográficas típicas, repetindo-se ao longo de toda a vida do animal (Cavalheiro et al., 1991; Isokawa e Mello, 1991).  Dessa forma, a administração de pilocarpina e conseqüente indução de status epilepticus, reproduz em um modelo experimental aquilo que acontece na ELT em humanos.  Os dados obtidos tanto em tecido humano, como em modelos experimentais de ELT, sugerem que o hipocampo é uma das principais estruturas, senão a principal, envolvida na ELT.

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Por Marcelo Avedissian

          O principal objetivo é a identificação de genes expressos diferencialmente bem como transcritos raros ou não identificados em tecido neural em ratos utilizando-se o modelo de epilepsia induzida por pilocarpina. Para tanto, preparamos bibliotecas de cDNA a partir do RNA obtido do hipocampo de animais correspondentes aos períodos agudo, silencioso e crônico. A estratégia para preparação das bibliotecas de cDNA é a técnica de ORESTES - Open Reading Frame Expressed Sequence Tags. As seqüências obtidas a partir de tecidos de ratos normais ou com epilepsia induzida por pilocarpina são analisadas por agrupamento e comparação por programas de bioinformática permitindo a identificação de genes e processos envolvidos na epileptogênese. As análises dos padrões de expressão gênica dos diferentes genes identificados são estudados por meio de técnicas de RT-PCR, northern blot, western blot, imuno-histoquímica, entre outras.

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