A bomba Na+/K+-bomba afecta os receptores neurotransmissores, ou seja, a sua densidade e sensibilidade ao seu transmissor, e estes efeitos serão agora considerados.
Receptores ACh Os receptores mamíferos para ACh estão divididos em receptores nicotínicos e muscarínicos. Estes receptores podem ser ainda divididos em subtipos, viz, M1-M5 receptores muscarínicos (Caulfield and Birdsall 1998) e 16 subtipos de receptores nicotínicos, viz, α1-α9, β1-β4, um γ, um δ, um ε (Lukas et al. 1999). Nos moluscos, três receptores ACh foram inicialmente identificados funcionalmente na Aplysia, como um receptor de resposta excitatória rápida, um receptor de resposta inibitória rápida e um receptor de resposta inibitória lenta (Kehoe 1972). Os dois receptores de resposta rápida são nicotínicos, mas o receptor de resposta inibitória lenta tem propriedades únicas e é ativado apenas por ACh, carbamilcolina e arecolina. Pinsker e Kandel (1969) propuseram que um interneuron colinérgico Aplysia, L10, ativasse um neurônio seguidor, não através de uma mudança na condutância da membrana, mas através da ativação de uma bomba de Na+/K+ eletrogênica. Entretanto, foi demonstrado que pelo menos parte dessa resposta pós-sináptica foi devida a um aumento da permeabilidade K+ (Kehoe e Ascher 1970). Em 1980, Arvanov e Ayrapetyan publicaram um artigo sobre o efeito depressivo da ouabaína na amplitude da corrente induzida pelo AC dos neurônios Helix. Esta foi uma observação importante e iniciou estudos sobre a regulação da atividade dos sistemas neurotransmissores pela bomba de Na+/K+.
Desde que frações de compostos endógenos do tipo ouabaína, endobaínas, foram encontradas no cérebro dos mamíferos (Rodriguez De Lores Arnaiz et al. 1998), é impossível excluir a possibilidade destes compostos também ocorrerem em invertebrados e regular continuamente os receptores transmissores através de alterações na atividade da bomba nos sistemas nervosos invertebrados. Um aumento no nível de endobaina pode suprimir a atividade da bomba e assim reduzir o efeito facilitador do Na+/K+-ATPase na atividade do sistema colinérgico, o que também poderia ser o caso para os invertebrados. Para informação detalhada sobre a evolução das interacções endógenas da bomba de ouabain-Na+/K+, o leitor é referido à excelente revisão de Blaustein (2018).
Num artigo posterior mais detalhado (Ayrapetyan et al. 1985), a correlação entre a actividade da bomba de Na+/K+ e a quimiossensibilidade da membrana foi analisada utilizando a diálise intracelular dos neurónios Helix. Os efeitos sobre as correntes de membrana induzidas por ACh e GABA e 3H-α-bungarotoxina (3H-α-BT) e ligação 3H-GABA nos gânglios Helix foram analisados após alterações na atividade da bomba e ATP intracelular. A exposição a ouabain extracelular 100 µM, ou a uma solução livre de potássio, suprimiu a corrente induzida pelo AC em neurônios dialisados tipo A. Um aumento no nível intracelular de ATP levou a uma depressão da corrente ACh e ao desaparecimento do efeito de bloqueio do ouabaína nestas correntes. O ADP intracelular teve um efeito semelhante mas menos significativo sobre as correntes causadas pelo ACh, enquanto que o AMP intracelular foi ineficaz. Este efeito do ATP intracelular sobre a corrente ACh foi suprimido pelo dinitrofenol, um inibidor da fosforilação da membrana. Ayrapetyan et al. (1985) propõem que a fosforilação da membrana diminui a afinidade dos receptores de membrana para ACh e GABA.
A ligação de 3H-α-BT e 3H-GABA às membranas foi inibida tanto por soluções contendo ouabaína quanto por soluções livres de potássio, e pela teofilina e NaF, que ambos aumentam os níveis de ATP intracelular. Estes resultados mostram que a bomba de Na+/K+ modula a afinidade dos receptores de membrana para ACh e GABA. O fato de que isto foi semelhante aos efeitos observados pelos moduladores da fosforilação sugere que os efeitos da atividade da bomba são mediados pelo estado fosforilado de seus receptores.
Em um trabalho posterior, Arvanov et al. (1992b) mostraram que o ouabain reprimiu seletivamente as respostas dos neurônios tipo Helix A ao ACh, que eram devidas ao aumento seletivo da permeabilidade da membrana ao cloreto. Este efeito do ouabaína é mediado por um aumento nos níveis de AMPc. Em contraste, as respostas do neurônio tipo Helix B, causadas principalmente por um aumento na permeabilidade catiônica monovalente, não foram afetadas pelo ouabaína. O bloqueio das respostas Cl- não foi associado a uma mudança no potencial de reversão da resposta. Arvanov et al. (1992a) concluíram que o efeito do ouabain não estava diretamente relacionado com a dessensibilização do receptor ACh. Pode-se concluir do artigo que a magnitude dos efeitos do ouabain em Helix pode estar relacionada a um aumento no nível de AMPc e, respectivamente, fosforilação do receptor ACh em neurônios do tipo A, e a ausência de fosforilação do receptor em neurônios do tipo B.
Num estudo subsequente, Grigorian et al. (2001) encontraram receptores muscarínicos tipo A sensíveis a ouabaína e receptores nicotínicos tipo B insensíveis a ouabaína no mesmo neurônio em H. pomatia. A atividade dos receptores do tipo A ou B poderia depender do estado fisiológico do neurônio que, por sua vez, poderia depender do estado de fosforilação do receptor e/ou do nível de atividade de um composto endógeno do tipo ouabaína.
Duas frações solúveis do córtex cerebral, denominadas picos I e II, que respectivamente estimulam e inibem a atividade neuronal Na+/K+-ATPase, foram isoladas por filtração em gel em Sephadex G-50 (Rodriguez De Lores Arnaiz et al. 1997, 1998, 1999). Desde estudos anteriores sugeriram uma correlação entre a transmissão colinérgica e a atividade Na+/K+-ATPase, Rodriguez De Lores Arnaiz et al. (1999) testaram os efeitos desses picos sobre a ligação do antagonista muscarínico quinuclidinil benzilato a essas membranas. Os autores constataram que a ligação foi aumentada pelo pico I e diminuída pelo pico II, II-E (uma fração purificada do II) e pelo ouabain, sendo estes efeitos dependentes da concentração. Esses resultados são semelhantes aos encontrados com a membrana sinaptosomal Na+/K+-ATPase, e assim os autores concluíram que ambos os sistemas funcionaram de forma semelhante. A estimulação da bomba ativa os receptores nicotínicos e muscarínicos colinérgicos, e a inibição da atividade desta enzima causa o efeito oposto.
Esta conclusão suporta a idéia de que existem moduladores endógenos da bomba de Na+/K+ e que podem regular fisiologicamente a bomba que pode definir indiretamente a sinalização pela modulação de outros receptores neurotransmissores.
Estudos envolvendo os músculos faríngeo e da parede corporal de C. elegans e a bomba de Na+/K+ também estão incluídos nesta seção já que ambos os músculos recebem inervação colinérgica (Chiang et al. 2006; Rand et al. 2000; Richmond e Jorgensen 1999). eat-6 codifica um ortologue da subunidade α de Na+/K+-ATPase em C. elegans (Davis et al. 1995). As propriedades das contracções faríngeas dos mutantes eat-6 diferem das do tipo selvagem na medida em que são mais fracas, lentas e o seu relaxamento retardado. Os registros intracelulares das fibras musculares terminais dos mutantes eat-6 mostram que o MP é consistentemente despolarizado e os potenciais de ação (APs) reduzidos em amplitude. Davis et al. propõem que devido à redução da atividade da bomba de Na+/K+, os gradientes iônicos através das fibras musculares são reduzidos. Após a ablação do sistema nervoso faríngeo, o fenótipo eat-6 persiste, sugerindo que a EAT-6 tem um local de ação nas fibras musculares. Curiosamente, a aplicação de 20 µM ouabain em faringes dissecadas do tipo selvagem C. elegans causou uma grande redução no relaxamento R transitório do eletrofaringiograma (EPG). Estes EPGs são semelhantes aos obtidos a partir de mutantes come-6. Este efeito de ouabain pode ser revertido após a lavagem. Maiores concentrações de ouabaína (35-40 µM) causaram hipercontração muscular, efeito também observado nos mutantes eat-6.
Estes estudos utilizando os mutantes eat-6 foram estendidos por Doi e Iwasaki (2008) que descobriram que mutações no EAT-6 afetaram a eficácia sináptica do ACh alterando a expressão e localização dos nAChRs na junção neuromuscular de C. elegans. É proposto que a bomba de Na+/K+ pode ter um papel novo como uma proteína de andaime para ajudar a estabelecer um cluster de receptores rígidos logo abaixo do local de liberação pré-sináptica. Estes efeitos da bomba de Na+/K+-ATPase EAT-6 regulam a transmissão sináptica colinérgica independentemente da actividade da bomba. Doi e Iwasaki também investigaram a localização da subunidade Na+/K+-ATPase β, NKB-1, a mais amplamente expressa das três subunidades NKB β em C. elegans. A proteína NKB-1 liga-se fisicamente à EAT-6, e os mutantes nkb-1 mostraram déficits semelhantes aos dos mutantes com 6, incluindo defeitos de bombeamento. Isto sugere que o EAT-6 e o NKB-1 formam um Na+/K+-ATPase in vivo funcional. Doi e Iwasaki discutem possíveis mecanismos pelos quais o Na+/K+-ATPase poderia induzir o agrupamento do Na+/K+-ATPase. Por exemplo, Na+/K+-ATPase pode modular o tráfico de NAChR através da activação/inactivação de Src tirosina kinase. Foi demonstrado que a ligação de Src ao Na+/K+-ATPase pode formar um complexo de sinalização funcional (Tian et al. 2006). Também é possível que o número de receptores colinérgicos pós-sinápticos de mutantes come-6 possa ser aumentado. Doi e Iwasaki (2008) também descobriram que os receptores levamisole e nicotina dos mutantes eat-6 foram afetados diferentemente em sua expressão e localização na junção dos músculos da parede do corpo. A sensibilidade aos agonistas ACh também foi aumentada nos mutantes eat-6.
Etanol pode causar hipercontração de C. elegans através da ativação de uma subunidade nova α associada ao receptor colinérgico da parede muscular do corpo (Hawkins et al. 2015). Esta hipercontração pode reverter após 40 min, apesar da presença contínua de etanol, indicando tolerância ao etanol. Os autores estabeleceram uma ligação entre esta sinalização colinérgica, Na+/K+-ATPase e a tolerância ao etanol. Por exemplo, uma mutação incomum em EAT-6, eat-6 (ex. 200), não desenvolveu tolerância à hipercontração induzida pelo etanol, o que sugere que a função Na+/K+-ATPase é necessária para o desenvolvimento da tolerância ao etanol em C. elegans.
Receptores de glutamato O glutamato é o principal transmissor sináptico excitatório no cérebro dos mamíferos e atua como um transmissor em invertebrados (Walker et al. 1996). Nos anos 90, graças ao uso de métodos biológicos moleculares para o estudo dos receptores de glutamato, eles foram divididos em ionotrópicos (iGlu) e metabótropicos (mGlu) (Mosharova 2001). Os receptores NMDA, AMPA e kainato são referidos como receptores ionotrópicos (i.e., canal iônico). Todos os outros receptores são denominados metabótropicos (mGluRs) e regulam canais iônicos e enzimas que produzem segundos mensageiros através de receptores específicos acoplados a G-proteínas. Existem oito mGluRs, divididos em 3 grupos, I, II e III, dependendo do nível de conservação das suas sequências de aminoácidos e modo de acção (Pin e Duvoison 1995). Os AMPARs mediam a grande maioria da transmissão sináptica excitatória rápida (Trussell et al. 1994), enquanto os NMDARs desempenham um papel vital na modulação da eficácia sináptica, gerando plasticidade sináptica (Hunt e Castillo 2012).
AMPARs são heterotetrâmeros, montados a partir de diferentes combinações de quatro subunidades GluA1-4, sendo as mais comuns os receptores contendo GluA1/GluA2 ou GluAR2/GluA3. Os NMDARs são compostos de subunidades GluN1 e pelo menos uma subunidade GluN2, de quatro subtipos GluN2, GluN2A-2D. AMPAR e NMDAR co-localizam-se no domínio pós-sináptico em alta densidade, provavelmente estabilizados e regulados, pela interação com proteínas de andaimes citosólicos (Traynelis et al. 2010).
AMPARs são principalmente canais de sódio. Em comparação, os NMDARs permitem a entrada tanto de sódio quanto de cálcio, com este último desempenhando um papel importante na plasticidade sináptica, pois o cálcio desencadeia uma variedade de eventos de sinalização a jusante.
NMDARs desempenham um papel importante na transmissão excitatória, plasticidade e excitotoxicidade no cérebro (Zhang et al. 2012a). Sua ativação melhora a potencialização a longo prazo e reduz a depressão a longo prazo nas sinapses colaterais de Schaffer-CA1 no hipocampo. O receptor NMDA é simultaneamente um canal iônico dependente de potencial e liga-dependente que transmite seletivamente íons com carga positiva. A maior parte da corrente iónica consiste em iões de cálcio e sódio que passam para a célula, libertando iões de potássio da célula. O receptor NMDA consiste em quatro subunidades, duas de classe NR1 e duas de classe NR2. Uma terceira subunidade do receptor NMDA, NR3, foi posteriormente identificada e foi revisada por Low e Wee (2010).
Um inibidor endógeno de Na+/K+-ATPase, endobain E (fração IIE), foi isolado do cérebro do rato e compartilha várias propriedades com ouabain. Endobain possui propriedades neurotóxicas atribuíveis à inibição de Na+/K+-ATPase, o que leva à ativação do NMDAR, apoiando o conceito de que concentrações intracelulares de íons Na+ e K+ podem modular a função NMDAR (Reines et al. 2001, 2004). O efeito da endobaina E na expressão das subunidades receptoras de NMDA nas membranas do córtex cerebral de ratos e hipocampo foi analisado por Western blot (Bersier et al. 2008). Dois dias após a administração de 10 µl de endobaina (1 μl por 28 mg de tecido), a expressão da subunidade NR1 aumentou cinco vezes e 2,5 vezes, respectivamente, no córtex cerebral e no hipocampo. A expressão das subunidades NR2A, NR2B e NR2D aumentou em ambas as áreas cerebrais. A expressão da subunidade NR2C não foi afetada em nenhuma das áreas. Estes resultados indicam que a endobaina E modifica diferentemente a expressão da subunidade receptora NMDA.
Transmissão sináptica excitatória no córtex de mamíferos envolve a ativação de AMPARs e a entrada de Na+ na célula que deve ser removida através da ativação de Na+/K+-ATPase. É razoável supor a existência de crosstalk entre estes receptores e o Na+/K+-ATPase. Curiosamente, foi demonstrado que o Na+/K+-ATPase é abundante em sítios sinápticos e está co-localizado com AMPARs (Zhang et al. 2009). Estes autores propõem uma interação entre a subunidade Na+/K+-ATPase α1 e a intracelular C-terminal das subunidades GluR2. Após a inibição do Na+/K+-ATPase, há uma rápida internalização e degradação proteasomal-mediada dos AMPARs e supressão da transmissão sináptica mediada pela AMPA. Isto sugere uma regulação homeostática dos AMPARs por Na+/K+-ATPase. É proposto que a acumulação intracelular de Na+ causada pela inatividade de Na+/K+-ATPase leva a uma remoção dos canais de Na+ na superfície celular. A degradação AMPAR induzida por Ouabain é abolida na presença de inibidores do proteasoma. É possível que esta rota de degradação seja modulada por inibidores endógenos de Na+/K+-ATPase. Desta forma, a bomba pode desempenhar uma função importante para regular a distribuição e transmissão sináptica da AMPAR que são componentes essenciais da plasticidade (Man 2012). Estes podem incluir ouabain endógeno, endobain e agrin (Hilgenberg et al. 2006; Schoner 2000, 2002). Assim, Na+/K+-ATPase pode regular a rotação da AMPAR, a força sináptica e a função cerebral. A disfunção Na+/K+-ATPase após hipoxia, isquemia e AVC é uma importante resposta patológica precoce (Zhang et al. 2009).
Na+/K+-ATPase e NMDARs desempenham papéis importantes na regulação da aprendizagem e memória no hipocampo (Zhang et al. 2012a), com o primeiro atuando como um transportador de íons e o segundo como canais de íons. Esses autores utilizaram diidro-ouabain para investigar seus efeitos sobre as correntes de NMDA nos neurônios hipocampais CA1 de ratos. A diidro-ouabaína (10-1000 µM) aumentou essas correntes de NMDA mas não através da ativação da proteína quinase A ou C. Entretanto, inibidores seletivos da tirosina quinase de Src e da proteína quinase ativada por mitógeno (MARK) em cascata bloquearam as correntes de NMDA induzidas pela diidro-ouabaína. Zhang et al. (2012a) concluíram que Src medeia o crosstalk entre Na+/K+-ATPase e NMDARs para transduzir os sinais de Na+/K+-ATPase para a cascata MARK.
Ativação dos receptores NMDA muda as concentrações intracelulares de Na+ e K+, que são posteriormente restauradas por Na+/K+-ATPase. Foi observado que os receptores NMDA e Na+/K+-ATPase interagem entre si e essa interação foi mostrada para ambas as isoformas da subunidade α (α1 e α3) de Na+/K+-ATPase expressas em neurônios (Akkuratov et al. 2015). Usando o Western blotting, esses autores mostraram que a exposição a longo prazo da cultura primária de neurônios cerebelares de rato a concentrações nanomolares de ouabaína leva a uma diminuição nos níveis das subunidades NMDAR NR1 e NR2B que é provavelmente mediada pela subunidade α3 de Na+/K+-ATPase. Isto difere de trabalhos anteriores onde a injeção de endobaina E resultou em aumento da expressão de NMDAR no córtex cerebral e hipocampo (Bersier et al. 2008). Os autores especulam que esta diferença pode ser devida a uma diferença na região cerebral ou a uma diferença entre o modo de ação da endobaina E e do ouabain. Uma diminuição na atividade enzimática da subunidade α1 de Na+/K+-ATPase também foi observada após a ativação do NMDAR. Este efeito é mediado por um aumento da Ca2+ intracelular. Assim, Na+/K+-ATPase e NMDAR podem interagir funcionalmente formando um complexo macromolecular que pode ser importante para restaurar o equilíbrio iônico após a excitação neuronal (Akkuratov et al. 2015). Além disso, a função NMDAR pode ser regulada por compostos endógenos semelhantes a ouabaína.
Efeitos tóxicos do ouabaína Na+/K+-ATPase celular na inativação de culturas de células neurogliais do cerebelo por 1 mM ouabaína leva ao acúmulo de glutamato (Glu), hiperestimulação dos receptores de glutamato, maiores influxos de Ca2+ e Na+ nas células através dos canais ativados por Glu (Stelmashook et al. 1999). Este processo leva a um inchaço celular, desenergização mitocondrial e morte das células granulares. Entretanto, a adição de um antagonista de NMDAR com ouabain impediu estas respostas. Os autores sugerem que uma queda na atividade de Na+/K+-ATPase em neurônios pode contribuir para o aparecimento de distúrbios neurológicos crônicos.
Isoformas alfaeverais de Na+/K+-ATPase, possuindo sensibilidade diferente ao ouabaína, podem ter funções de sinalização diferentes. A inibição da isoforma alfa-3 neuronal de Na+/K+-ATPase a baixa (100 nM) concentração de ouabaína levou à ativação da cascata da MAP cinase via PKC e PIP3 kinase. Em contraste com a isoforma alfa3 de Na+/K+-ATPase sensível a ouabaína, uma isoforma alfa1 resistente a ouabaína (inibição com 1 mM de ouabaína) de Na+/K+-ATPase regula a kinase MAP através de reacções dependentes de Src kinase-. Usando um teste apoptótico V-FITC do Anexoin para determinar as células com características apoptóticas precoces permite-nos concluir que a isoforma alfa3 estimula e a isoforma alfa1 suprime o processo apoptótico em neurónios cerebelais. Esses dados são a primeira demonstração mostrando a participação de isoformas de Na+/K+-ATPase em diversas vias de sinalização em células neuronais (Karpova et al. 2010a, b).
Receptores de glutamato em invertebrados O importante papel da transmissão glutamatégica através de classes de invertebrados destaca uma via pela qual a bomba de Na+/K+ pode ter impacto na transmissão glutamatégica. Este transmissor desempenha um papel importante na NMJ dos artrópodes. Além disso, é um determinante chave no sistema nervoso central em outras grandes classes de invertebrados (Walker et al. 1996). Estes papéis importantes envolvem tanto receptores homólogos ionotrópicos quanto metabótropicos de glutamato. Existe uma estreita relação entre os receptores de glutamato e as formas mais elevadas de comportamento através da phyla (ver revisão Robbins e Murphy 2006). Apesar disso, até o momento não foram descritos receptores de glutamato invertebrados que são modulados pela bomba de Na+/K+. Entretanto, glutamato e agonistas de glutamato não-MDA despolarizam células glial sanguessugas e Retzius, alterando a atividade intracelular do Na+ e induzindo uma pós-hiperpolarização (Dorner et al. 1994). Esta pós-hiperpolarização é bloqueada por 100 µM ouabain e quando o sódio externo é parcialmente substituído por lítio. Estes experimentos mostram que os efeitos diretos dos agonistas de glutamato e nãoNMDA podem ativar uma bomba de Na+/K+.
receptores GABA Os GABARs mamíferos são classificados em GABAA, GABAB e receptores GABAC (Olsen 2018). Os receptores GABAA e GABAC são ionotrópicos, enquanto os receptores GABAB são metabotrópicos. Há relativamente pouca literatura sobre a interação entre Na+/K+-ATPase e GABARs. Estudos usando RNA cerebral de ratos injetados em oócitos Xenopus mostraram o efeito da ouabaína nos receptores GABA (Arvanov 1990; Arvanov e Usherwood 1991). Quatro a dez dias após a injecção, os oócitos responderam a aplicações de 1-100 µM, GABA, L-kainate e L-glutamato. Todos os três compostos evocaram correntes internas. Na salina contendo ouabaína, as respostas ao GABA, L-kainate e L-glutamato foram aumentadas em 80-120%, 20-30% e 20-40%, respectivamente, em oócitos foliculados e desfolhados. Os potenciais de reversão para estas correntes induzidas por agonis não se alteraram na presença de ouabain. O ouabain de 100 µM também aumentou o peso e o volume dos oócitos. Os autores propuseram que o ouabain, ao aumentar o volume de oócitos, aumenta a área da membrana do oócito contendo receptores que é acessível aos agonistas exógenos aplicados. Isto sugere que o efeito da ouabaína é direto. O papel chave do Na+/K+-ATPase na modulação do fluxo Cl- (ver acima) significa que é possível que este efeito possa modular esta importante classe de receptores inibitórios.
Receptores de dopamina (RAD) O Na+/K+-ATPase está envolvido na regulação dos RAD. Os DARs podem interagir com uma gama de moléculas coletivamente chamadas receptor de dopamina interagindo proteínas, DRIPs, que não só regulam a sinalização do receptor, mas contribuem para o tráfico e estabilidade do receptor e a formação do complexo de sinalização DAR nas células (Kabbani e Levenson 2007). Bertorello et al. (1990) forneceram evidências de que a dopamina, através de um efeito sinérgico nos receptores D1 e D2, inibe a atividade Na+/K+-ATPase de neurônios estriatais isolados. Isto leva a uma despolarização transitória da MP, com um aumento do Na+ intracelular. Os DARs de mamíferos são divididos em duas famílias, a saber, D1 e D2. A família D1 contém os subtipos D1 e D5 que estão acoplados à proteína G heterotrimérica GS e regulam positivamente a atividade adenilíclica. A família D2, viz, D2, D3, D4, subtipos estão acoplados a proteínas GI/O inibitórias e reduzem a atividade da adeniliclase. A dopamina e outras catecolaminas modulam a atividade Na+/K+-ATPase através de dois mecanismos, ou seja, um efeito direto sobre a enzima e, em segundo lugar, sobre os receptores de catecolaminas, mas envolvendo as vias de PKC e PKA. Este último activa o Na+/K+-ATPase através da estimulação das vias de PKC e PKA em tecidos específicos (Therien e Blostein 2000). A ligação da dopamina aos DAR neuronais neostriais D1 inibe a atividade Na+/K+-ATPase, enquanto a ligação da dopamina aos DAR D2 ativa os canais de sódio, o que aumenta o sódio intracelular e ativa o Na+/K+-ATPase (Aizman et al. 2000). Usando co-imunoprecipitação e espectrometria de massa, foi demonstrado que os DARs D1 e D2 existem em um complexo com Na+/K+-ATPase (Hazelwood et al. 2008). Estes autores realizaram ensaios biológicos com Na+/K+-ATPase e DARs co-expressos em células HEK293T para investigar o impacto do Na+/K+-ATPase na função DAR. A transfecção de DARs D1 ou D2 em células HEK293T resultou numa diminuição acentuada da actividade do Na+/K+-ATPase α1 sem alteração dos níveis de proteína enzimática. Os RADs são capazes de reduzir a função Na+/K+-ATPase na ausência de dopamina e sem alteração dos níveis enzimáticos. Isto fornece mais evidências para apoiar a importância de um complexo interativo. A co-expressão das duas proteínas em um complexo de sinal (um termo para descrever um complexo receptor, que consiste em uma variedade de interações proteicas, ver Hazelwood et al. 2010) resultou em amortecimento recíproco da função uma da outra. Este trabalho mostra que a interação entre DARs e a subunidade α1 de Na+/K+-ATPase resulta na modulação recíproca da função entre as duas proteínas, tanto na presença como na ausência de ligandos, fornecendo um novo mecanismo de controle para sinalização DAR e equilíbrio iônico na célula.
DARs estão envolvidos na adaptação da atividade striatal do Na+/K+-ATPase do mouse após a ativação dos receptores opióides pela morfina (Wu et al. 2007). O tratamento com morfina in vivo de curto prazo estimulou a atividade de Na+/K+-ATPase e esta estimulação foi inibida por um antagonista de D2R, enquanto que o tratamento com morfina de longo prazo inibe o Na+/K+-ATPase e esta inibição foi inibida por um antagonista de D1R. Uma proteína quinase A dependente de AMPc foi envolvida na regulação da atividade de Na+/K+-ATPase pela morfina.
Interacção do DAR invertebrado com Na+/K+-ATPase A complexidade da sinalização de dopamina nos invertebrados está bem estabelecida, e todos os principais homólogos de phyla express de DARS mamíferos (Walker et al. 1996; Troppmann et al. 2014). Um exemplo é a interação entre Na+/K+-ATPase e receptores dopaminérgicos de células acinares do carrapato, Ixodes scapularis (Kim et al. 2016). A secreção salivar induzida por dopamina foi inibida pela ouabaína (10 µM), que bloqueou o transporte de fluido em acini tipo III. Kim et al. (2016) sugerem que o alvo da sinalização intracelular mediada por receptores D1 para secreção da glândula salivar inclui Na+/K+-ATPase. A base desta interação funcional ainda não foi elucidada. Será que funciona através do tipo de interacções proteicas directas descritas para os mamíferos ou através do deslocamento dos gradientes iónicos que são necessários para a função celular normal? Faltam evidências de tais interações no sistema nervoso invertebrado.
Receptores de serotonina (5-HTRs) 5-HTRs são classificados em receptores acoplados à proteína G (GPCRs) e canais de íons ligados e mediam tanto os efeitos excitatórios quanto inibitórios (Hoyer et al. 1994). Existem pelo menos seis GPCRs, a saber, 5-HT1, 5-HT2, 5-HT4-7, que podem ser divididos em subtipos e um canal de Na+ e K+ de catiões ligado-ligados, 5-HT3. O 5-HT modula a atividade Na+/K+-ATPase em neurônios piramidais CA1 em hipocampo de rato (Zhang et al. 2012b). Esta inibição é através de 5-HT3R, pois foi reduzida por um antagonista de 5-HT3R, mas não por um antagonista de 5-HT1R. Além disso, um agonista de 5-HT3R imitou o efeito da 5-HT. Os agonistas de 5-HT podem modificar a atividade Na+/K+-ATPase no córtex cerebral de ratos a partir do 21º dia (Hernández 1982), e este efeito é bloqueado por antagonistas de 5-HT. Após um estado de hipersensibilidade induzida do receptor de 5-HT, a resposta do Na+/K+-ATPase aos agonistas de 5-HT foi aumentada. O autor concluiu que a sensibilidade do receptor de 5-HT no cérebro do rato envolve Na+/K+-ATPase.
5-HT atua como um transmissor em todas as principais phyla (Walker et al. 1996). Entretanto, há pouca evidência de interações entre os 5-HTRs e a bomba de Na+/K+. A injeção de Na+ em sanguessugas, H. medicinalis, T neurônios sensoriais resulta na MP se tornar mais negativa devido à ativação do Na+/K+-ATPase (Catarsi e Brunelli 1991). Este aumento na negatividade é bloqueado por 5-HT que inibe diretamente a atividade da bomba de Na+/K+ nas células T através do AMPc (Catarsi et al. 1993). A estimulação repetitiva do campo receptivo das células T induz uma pós-hiperpolarização (AHP) aumentada nas células T que é principalmente devido ao aumento da atividade Na+/K+-ATPase (Scuri et al. 2002). A PHP é reduzida em 5-HT ou inibição da bomba de Na+/K+ que pode facilitar a condução potencial de ação em terminais sinápticos e ser importante para plasticidade de curto prazo (Scuri et al. 2007). A inibição da bomba de Na+/K+, após injeção de 10 nM dihidro-ouabain, resulta em um comportamento de natação mais rápido, sugerindo um papel para a bomba na fisiologia da natação na sanguessuga. Contudo, a interacção entre a bomba de 5-HT e a bomba de Na+/K+ a nível molecular na sanguessuga não é conhecida.