Are taurina rol in nociceptie?

Abstract: Taurine (2-aminoethanesulphonic acid) is a semi-essential amino acid high activity endogenic regulator of metabolic processes, found in the heart muscle, white blood cells, central nervous system, and skeletal muscle. It is essential for newborns and it have radioprotector, antioxidant, membrane stabilizing, neuroeffector, hepato- and cardioprotector action on functional systems of the body. Taurine optimizes interplay between the brain and muscles and reduces psychic tiredness which appears in consequence of long-term performances. Data from literature shows that this aminoacid may present some actions which interfere nociceptive processes: inhibit the release of endogen opioids, increase the level of β endorphin in central nervous system and also antagonized some morphine actions. In experimental researches taurine exhibited antinociceptive effect in writing test but not in hot-plate assay. Its antinociceptive effect is reversed by naloxon administration. These data are only    few and controversial and taurine may become a real challenge for algesiologists. Key words: taurine, nociception, morphine, GABA.

Introducere

Molecula prezenta pe scara filogenetica incepand de la alge si continuand in regnul animal cu insecte si artropode, taurina este unul dintre constituentii organici cu molecula mica dintre cei mai abundenti la mamifere. Prezenta sa constanta la atatea organisme vii conduce la ideea ca aceasta molecula trebuie sa indeplineasca functii avantajoase pentru fiintele care o poseda. De aceea cercetatorii incearca de mai bine de jumatate de veac sa evidentieze rolurile biologice ale acestei molecule, roluri care inca nu au fost descifrate pe deplin.

In acest material, dupa o prezentare generala succinta a ceea ce se stie pana acum despre taurina, vom incerca sa trecem in revista informatiile legate de posibilul rol in nociceptie a acestui derivat polivalent.

Origine. Distributie. Metabolism

Taurina este un derivat al aminoacizilor care contin sulf. Chimic este acid 2-aminoetansulfonic. A fost numita taurina deoarece a fost izolata initial din bila de bou (Bos taurus). Este sintetizata in organism in ficat, provenind din metionina si cisteina, cu implicarea vitaminei B6 (fig.1). Poate proveni si din alimentatie, fiind prezenta in proteinele animale, dar nu si in cele vegetale (fapt ce poate avea consecinte pentru vegetarieni).

In organism taurina se gaseste in cantitati mari in muschi, in cord si in sistemul nervos central. Interesanta ni se pare observatia ca la nivelul cordului taurina constituie aproximativ 60% din totalul de aminoacizi liberi.

Concentratii mari au fost gasite in plachetele sangvine si in celulele secretorii, in timp ce in lichidele extracelulare se intalnesc valori foarte mici.

Un organism adult de 70 kg contine 70g taurina. (3)

In sistemul nervos central (SNC) taurina este prezenta in toate tipurile de celule (neuroni, astrocite, microglie)(2). Cea mai inalta concentratie a fost depistata in creierul in curs de dezvoltare, la nou nascuti inregistrandu-se o concentratie de trei ori mai mare decat in creierul adultului. Concentratii mai mari decat in creier se intalnesc in retina.

Rezumand datele din literatura putem afirma ca taurina este o molecula ubicvitara in regnul animal, fiind prezenta in concentratii mari in tesuturile excitabile.

Asa cum s-a prezentat mai sus, taurina provine din metionina si cisteina. Metabolizarea acestora implica un proces de desulfurare , in principal, dar exista la mamifere si posibilitatea de transformare a cistein sulfinatului in taurina care, prin conjugare, poate forma saruri biliare (taurocolat) sau poate fi excretata ca atare (fig.1).

Roluri fiziologice

Primele observatii privind rolurile taurinei au fost trecute in revista de Jacobsen si Smith (3) care, in urma cu aproape patru decenii, rezumau aceste roluri la sinteza de saruri biliare si neuroinhibitie la mamifere, osmoreglare si stocare de energie la vietuitoarele marine. De atunci s-au acumulat numeroase date ca urmare a unor cercetari intense afectuate atat in medicina umana, cat si in cea veterinara. Rezultatele acestor cercetari au fost trecute in revista intr-o memorabila sinteza critica de catre Huxtable .(3)

Ca urmare a acestor cercetari s-a dovedit implicarea taurinei in numeroase procese biofizice, biochimice si fiziologice din organismul uman. Deoarece nu este un obiectiv al acestei lucrari prezentarea detaliata a acestora, ele sunt prezentate schematic in tabelul 1 care reproduce (cu completarile autorilor) date din materialul mentionat mai sus.

Este insa demna de subliniat posibilitatea ca taurina sa joace un rol de neurotransmitator (fapt dovedit la insecte) sau de neuromodulator. Se stie ca taurina creste capacitatea de transport a ionului de clor prin membranele excitabile, determinand hiperpolarizarea membranara la fel ca acidul gamaaminobutiric (GABA), cunoscut neurotransmitator inhibitor. Desi au efecte similare, cercetarile au stabilit ca locurile lor de actiune sunt diferite. Se pare ca taurina are capacitatea de a se lega de receptorii GABA_A si GABA_B, dar in alte parti ale moleculei decat GABA.

Pe de alta parte concentratii extracelulare crescute de taurina se intalnesc dupa ce glutamatul actioneaza in concentratii excitotoxice asupra receptorilor NMDA si kainat (studii efectuate pe felii de hipocamp). Se conchide astfel ca taurina are un rol neuroprotector fata de toxicele neuronale. (5)

Rolul taurinei in nociceptie

Daca trecem in revista datele care au investigat posibilul rol al taurinei in algezie si analgezie putem mentiona urmatoarele:

taurina inhiba eliberarea opioizilor endogeni;

administrata in apa de baut taurina a determinat cresterea endorfinei in hipotalamus;

PGE₂ si capsaicina determina cresterea aminoacizilor excitatori si inhibitori (printre care si taurina) in lichidul cefalorahidian (l.c.r.), fapt cu implicatii in producerea hiperalgeziei sau allodiniei; (4)

in durerea acuta nivelurile de taurina din hipotalamus si nucleii subcorticali scad, in timp ce pe scoarta ele raman nemodificate; (6)

taurina antagonizeaza unele actiuni ale morfinei, fapt pentru care este utilizata in unele tari ca adjuvant in terapia dependentei la acest drog;

ea antagonizeaza analgezia opioid indusa, in timp ce GABA o potenteaza;

in cercetarile experimentale pe animale de laborator taurina apare a fi antinociceptiva la testul de contorsiune cu acid acetic, dar este fara efect in testul hot-plate. Naloxonul inhiba actiunea antinociceptiva, sugerand ca taurina ar actiona prin implicarea sistemului opioid;

niveluri crescute de taurina au fost depistate in plachete in timpul atacurilor migrenoase ;

taurina antagonizeaza scaderea ionului de calciu in sinaptozoni produsa de morfina. Acest mecanism explica faptul ca taurina atenueaza sindromul de abstinenta la morfina.

Dupa cum se observa, datele sunt destul de putine, fragmentare si chiar uneori contradictorii. Daca insa tinem seama ca in SNC concentratiile de taurina si glutamat par a fi corelate datorita colocalizarii lor si ca taurina stimuleaza glutamic acid decarboxilaza si inhiba receptorul NMDA (necompetitiv), credem ca implicarea taurinei in nociceptie este o ipoteza care va fi curand confirmata. Intre timp speram ca va fi identificat si receptorul pentru taurina (exista deocamdata dovezi indirecte) si se va clarifica modul in care acesta intervine in modularea proceselor nociceptive. Pana atunci taurina ramane doar o substanta prezenta in produsele energizante si antistres (1), si o provocare pentru algeziologi.

Bibliografie

Dobrescu D., Manolescu Em., Subtirica V., Dragan A., Dobrescu L., Negres S., MemoMed 2005 ed. aXI-a, ed.Minesan , Bucuresti 2005.

Hussy N., Brés V., Rochette M., Duvoid A., Alonso G., Dayanithi G., Moos F.C.,    Osmoregulation of Vasopressin Secretion via Activation of Neurohypophysial Nerve Terminals Glycine Receptors by Glial Taurine. Journal of Neuroscience 2001, 21(18): 7110-7116.

Huxtable R.J.: Physiological Actions of Taurine. Physiological Reviews 1992, vol.72, 1, 101-163.

Malmberg A.B., Hamberger A., Hedner T., Effects of prostaglandin E₂ and capsaicin on behavior and cerebrospinal fluid aminoacid concentration of unanesthetized rats; a microdialysis study. J.Neurochem. 1995, 65, 2185-2193.

O'Byrne M.B., Tipton K.F., Taurine- Induced Attenuation of MPP+ Neurotoxicity In Vitro. J.of Neurochemistry 2000, 74 , 2087-2093.

Palkovits M., Elekes I., Lang T., Patty A., Taurine levels in discrete brain nuclei of rats. J. Neurochem. 1986, 47, 1333-1335.

Shioda R.,Reinach P.S., Hisatsune T., Miyamato Y., Osmosensitive Taurine    Transporter Expression and Activity in Human Corneal Epithelial Cells. Investigative Ophtalmology and Visual Science 2002, 43, 2916-2922.