Azul de metileno e neurotransmissores: serotonina, dopamina, GABA e acetilcolina

Uma afirmação comum sobre o azul de metileno diz que aumenta a serotonina, aumenta a dopamina, acalma o GABA e potencia a acetilcolina, tudo ao mesmo tempo. Essa afirmação trata quatro resultados laboratoriais distintos como se fossem um único efeito dentro de uma pessoa. Os artigos científicos em que se baseia mediram alvos diferentes, em preparações diferentes, com concentrações que diferem por um fator de aproximadamente mil. Quando se separam os alvos, o quadro torna-se simultaneamente mais interessante e mais prudente do que essa afirmação permite.

A ideia organizadora é simples. Uma molécula que se liga a uma enzima num tubo de ensaio fez uma coisa: ligou-se a uma enzima num tubo de ensaio. Se isso altera o nível de um neurotransmissor num cérebro vivo depende da concentração que chega ao tecido, da forma química em que a molécula se encontra quando chega e de tudo o resto que a molécula faz à mesma concentração. Cada secção abaixo mantém estas três questões associadas ao resultado a que pertencem.

Serotonina: dois alvos, duas concentrações

A serotonina tem a evidência mais robusta dos quatro sistemas, e essa evidência provém de dois alvos moleculares distintos que não devem ser combinados.

O primeiro alvo é a monoamina oxidase tipo A, a enzima mitocondrial que degrada a serotonina. A MAO-A humana purificada é inibida pelo azul de metileno como um inibidor de ligação forte, com um Ki próximo de 27 nanomolar, enquanto a MAO-B requer concentrações muito mais elevadas antes de ser afetada, como demonstrado no estudo cinético que relacionou o corante com a toxicidade da serotonina. Uma linha de investigação complementar encontrou a mesma seletividade em tecido pineal de rato, onde o bloqueio da MAO-A aumentou indóis derivados da serotonina, reduziu o metabolito da serotonina 5-HIAA e alterou um reflexo de endireitamento associado à serotonina em rãs, conforme descrito no estudo sobre corantes redox e indóis pineais. Duas preparações diferentes, a mesma direção: menos degradação, mais serotonina retida onde a enzima a teria removido.

O segundo alvo é o próprio transportador da serotonina. Em células que expressavam o transportador humano, o azul de metileno reduziu a captação tanto de um substrato fluorescente como de serotonina marcada, com um IC50 de cerca de 1.4 micromolar, e suprimiu correntes evocadas pela serotonina em registos de patch-clamp, de acordo com a caracterização direta do azul de metileno no SERT. Os autores verificaram as explicações alternativas mais óbvias e concluíram que o efeito era independente da sinalização por cGMP, de alterações do cálcio e da expressão do transportador à superfície.

Repare na diferença entre os dois números. A inibição da MAO-A ocorre na gama nanomolar. A inibição do transportador requer aproximadamente cinquenta vezes mais corante. Uma exposição baixa que envolva totalmente a enzima pode quase não afetar o transportador. Quem combinar estes resultados numa única afirmação sobre a serotonina estará a fundir duas gamas de dose diferentes numa só.

Se algum destes alvos é relevante numa pessoa que toma outros fármacos serotoninérgicos é uma questão de medicação e pertence ao guia de interações medicamentosas. Este artigo mapeia os alvos; essa página contém as recomendações clínicas.

Dopamina: o caso direto mais fraco

É na dopamina que o rigor exige mais contenção. Não existe um estudo bem estabelecido que demonstre que o azul de metileno bloqueia o transportador da dopamina ou se liga diretamente a recetores da dopamina. O IC50 de 1.4 micromolar frequentemente citado para um transportador pertence ao transportador da serotonina, não ao DAT, e nunca deve ser reclassificado como tal.

O que existe é evidência indireta. Como as enzimas MAO também metabolizam a dopamina, a inibição da MAO preserva a dopamina juntamente com a serotonina e a noradrenalina. Em preparações mitocondriais, o azul de metileno bloqueou a conversão mediada pela MAO-B da neurotoxina MPTP no seu composto tóxico dopaminérgico, com uma potência comparável à do fármaco deprenil usado na doença de Parkinson, conforme descrito no estudo de bioativação do MPTP e em trabalhos relacionados sobre a MAO-B. Estudos em animais acrescentam fragmentos: um aumento de cerca de três vezes na libertação basal de dopamina em cortes de estriado de rato a 10 micromolar, estudado num contexto de sinalização por óxido nítrico e não como bloqueio do transportador, e resultados regionais mistos após administração sistémica, com alguns estudos a encontrarem aumentos da serotonina e da noradrenalina enquanto a dopamina quase não se alterava.

Assim, a história da dopamina é real, mas indireta. Passa por uma enzima que atua sobre várias monoaminas em simultâneo, e não por um mecanismo específico da dopamina. Qualquer afirmação de que o azul de metileno aumenta a dopamina em pessoas omite a etapa em que isso teria de ser efetivamente demonstrado.

GABA: bloquear o travão no local de ligação

O resultado relativo ao GABA é preciso e contraria a reputação do corante. Em células que expressavam recetores GABA-A humanos, o azul de metileno inibiu correntes evocadas pelo GABA a partir de cerca de 3 micromolar, com um IC50 próximo de 31 micromolar para a configuração comum alpha1-beta2-gamma2, no estudo eletrofisiológico que mapeou o local de ação.

O mapeamento do local é a parte mais relevante. Mutações no local da picrotoxina deixaram a inibição intacta, e os locais das benzodiazepinas e do zinco foram excluídos através de comparações entre subunidades. Em contrapartida, mutações em dois resíduos conhecidos por formar o próprio local de ligação do GABA reduziram acentuadamente o bloqueio, o que caracteriza a ação como antagonismo competitivo no local do agonista, e não como modulação alostérica noutro local. O efeito manteve-se em combinações de subunidades sinápticas e extrassinápticas e desapareceu rapidamente após lavagem.

Isto cria uma tensão real que merece ser exposta claramente. Uma molécula investigada no contexto do suporte à memória também suprime a transmissão inibitória rápida numa preparação laboratorial. Se essa supressão ocorre num cérebro vivo depende da concentração local, e 31 micromolar é uma concentração elevada relativamente à maioria das exposições sistémicas, questão abordada na secção final. A própria tensão é o resultado; resolvê-la exigiria experiências que ainda não foram realizadas.

Acetilcolina: dois mecanismos opostos

Para a acetilcolina existem dois resultados que apontam em direções opostas, precisamente por isso devem ser apresentados separadamente.

Por um lado, o azul de metileno inibe as enzimas que eliminam a acetilcolina. A acetilcolinesterase de glóbulos vermelhos de vaca foi inibida competitivamente a cerca de 0.57 micromolar, a enzima bovina perto de 0.42 micromolar e a atividade de esterase do plasma humano perto de 1.1 micromolar, enquanto a butirilcolinesterase foi inibida numa gama aproximada de 0.4 a 5.3 micromolar, dependendo da espécie e da preparação, conforme resumido na revisão das ações do azul de metileno no sistema nervoso. A redução da eliminação deixa mais neurotransmissor na sinapse, a mesma lógica subjacente a vários fármacos aprovados para a doença de Alzheimer.

Mas há uma condição associada à química. A forma azul oxidada inibe a enzima; a forma reduzida incolor não, e incubações prolongadas que permitem a redução espontânea do corante apresentam uma inibição mais fraca apenas por esse motivo. Qualquer valor de ensaio para a colinesterase inclui uma variável invisível: quanto do corante permanecia azul no momento da medição.

Por outro lado, o azul de metileno bloqueia o recetor nicotínico alpha7, um dos recetores sobre os quais a acetilcolina atua. Recetores alpha7 humanos expressos em ovócitos de rã foram inibidos com um IC50 próximo de 3.4 micromolar através de antagonismo não competitivo e independente da voltagem, sem alteração da potência do agonista, e 3 micromolar aboliu respostas sinápticas induzidas por colina em cortes de hipocampo de rato, conforme descrito no estudo do recetor alpha7. Assim, em concentrações semelhantes na gama micromolar baixa, o corante preserva o neurotransmissor e, simultaneamente, reduz a atividade de um dos seus recetores. O efeito líquido sobre a sinalização colinérgica não pode ser deduzido de nenhum destes resultados isoladamente. Esta ambiguidade liga-se à literatura mais ampla sobre Alzheimer e à discussão relacionada sobre investigação cognitiva e de doença, sem que fique resolvida aqui.

A comparação, num único lugar

Três ordens de grandeza separam o alvo mais sensível do menos sensível. Essa amplitude resume o artigo numa única tabela.

Estas concentrações chegam ao cérebro?

Um valor obtido num tubo de ensaio não significa nada sem um valor de exposição ao lado. Após um bólus intravenoso próximo de 1.4 mg per kg, foram descritos níveis plasmáticos médios em humanos de cerca de 5 micromolar, enquanto uma dose oral de 100 mg produziu níveis no sangue total próximos de 0.08 micromolar na mesma linha de literatura. Estudos de distribuição em ratos encontram níveis cerebrais aproximadamente dez a vinte vezes superiores aos níveis circulantes, embora isso corresponda ao corante total em tecido homogeneizado, e não ao corante oxidado livre numa sinapse, e a ligação a proteínas plasmáticas próxima de 94 percent, juntamente com a distribuição para células sanguíneas, reduz ainda mais a fração livre.

Quando comparado com a tabela, o padrão é gradual e não binário. A inibição da MAO-A ocorre muito abaixo das exposições intravenosas típicas e é farmacologicamente plausível sempre que o corante é administrado dessa forma. Os efeitos sobre a colinesterase e o alpha7 situam-se na gama micromolar baixa, que se sobrepõe aos picos intravenosos, mas que doses orais habituais podem não atingir. O IC50 de 31 micromolar do GABA-A situa-se acima da maioria das exposições sistémicas plausíveis, o que torna esse bloqueio específico o mais difícil de invocar ao nível de uma pessoa inteira. Todas as linhas desta comparação exigem a mesma ressalva: a concentração relevante é a de corante livre, oxidado e extracelular no alvo, uma quantidade que nenhuma colheita de sangue mede diretamente.

O que não se deve concluir

Nenhuma linha da tabela demonstra que o azul de metileno aumenta ou reduz de forma previsível qualquer neurotransmissor numa pessoa. A inibição enzimática numa preparação purificada, o bloqueio de um transportador numa linha celular e o antagonismo de um recetor num corte de tecido estão, cada um, a um passo experimental controlado da realidade sináptica, e a secção colinérgica mostra dois resultados verdadeiros que, em conjunto, resultam em incerteza. A utilização responsável desta página é como um mapa dos mecanismos moleculares aos quais foi demonstrado que a molécula se liga, com a força dessa ligação indicada, para que a discussão dos mecanismos permaneça ancorada naquilo que foi efetivamente medido. Para saber como estes mecanismos interagem com medicação prescrita, o guia de interações é a página que aborda essa questão, juntamente com contexto adicional nos fundamentos de farmacologia e no texto complementar sobre mecanismos. :::