Ion channelopathies in endocrinology: recent genetic findings and pathophysiological insights / Canalopatias em endocrinologia: achados genéticos recentes e fisiopatologia

Ion channels serve diverse cellular functions, mainly in cell signal transduction. In endocrine cells, these channels play a major role in hormonal secretion, Ca2+-mediated cell signaling, transepithelial transport, cell motility and growth, volume regulation and cellular ionic content and acidification of lysosomal compartments. Ion channel dysfunction can cause endocrine disorders or endocrine-related manifestations, such as pseudohypoaldosteronism type 1, Liddle syndrome, Bartter syndrome, persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy, neonatal diabetes mellitus, cystic fibrosis, Dent's disease, hypomagnesemia with secondary hipocalcemia, nephrogenic diabetes insipidus and, the most recently genetically identified channelopathy, thyrotoxic hypokalemic periodic paralysis. This review briefly recapitulates the membrane action potential in endocrine cells and offers a short overview of known endocrine channelopathies with focus on recent progress regarding the pathophysiological mechanisms and functional genetic defects.

Canais iônicos auxiliam diferentes funções celulares, principalmente na transdução de sinal. Nas células endócrinas, esses canais têm funções importantes na secreção hormonal, sinalização do Ca2+, transporte transepitelial, regulação da motilidade, volume e conteúdo iônico celular e da acidificação do compartimento lisossomal (pH). Como esperado, as alterações nos canais iônicos podem causar distúrbios endocrinológicos, como pseudo-hipoaldosteronismo tipo 1, síndrome de Liddle, síndrome de Bartter, hipoglicemia hiperinsulinêmica da infância, diabetes melito neonatal, fibrose cística, doença de Dent, hipomagnesemia com hipocalcemia secundária, diabetes insípido nefrogênico e paralisia periódica tirotóxica hipocalêmica. Este artigo propõe uma breve revisão das canalopatias endócrinas conhecidas, com foco particular nos recentes progressos no conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos adquirido a partir das alterações funcionais encontradas.

Enhancing T3 and cAMP responsive gene participation in the thermogenic regulation of fuel oxidation pathways / Ampliando a participação dos genes responsivos a T3 e cAMP na regulação da termogênese gerada pelas vias de oxidação biológica

OBJECTIVE: We sought to identify glycolysis, glycogenolysis, lipolysis, Krebs cycle, respiratory chain, and oxidative phosphorylation enzymes simultaneously regulated by T3 and cAMP. MATERIALS AND METHODS: We performed in silico analysis of 56 promoters to search for cis-cAMP (CREB) and cis-thyroid (TRE) response elements, considering UCP1, SERCA2 and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase as reference. Only regulatory regions with prior in vitro validation were selected. RESULTS: 29/56 enzymes presented potential TREs in their regulatory sequence, and some scored over 0.80 (better predictive value 1): citrate synthase, phosphoglucose isomerase, succinate dehydrogenases A/C, UCP3, UCP2, UCP4, UCP5, phosphoglycerate mutase, glyceraldehyde 3-P dehydrogenase, glucokinase, malate dehydrogenase, acyl-CoA transferase (thiolase), cytochrome a3, and lactate dehydrogenase. Moreover, some enzymes have not yet been described in the literature as genomically regulated by T3. CONCLUSION: Our results point to other enzymes which may possibly be regulated by T3 and CREB, and speculate their joint roles in contributing to the optimal thermogenic acclimation.

OBJETIVO: Identificar enzimas das vias da glicólise, glicogenólise, lipólise, ciclo de Krebs, cadeia respiratória e fosforilação oxidativa possivelmente reguladas por T3 e cAMP. MATERIAIS E MÉTODOS: Analisamos 56 genes metabólicos in silico mediante a identificação dos elementos cis de regulação gênica responsivos ao T3 e cAMP (TREs, thyroid response elements e CREs, cAMP response elements), utilizando como referência o promotor da UCP1, SERCA2 e gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase. Selecionamos somente os promotores com estudo funcional prévio in vitro. RESULTADOS: 29/56 enzimas apresentaram TREs em suas regiões regulatórias, parte com escore > 0,80 (melhor valor preditivo 1): citrato sintase, fosfoglucose isomerase, succinato desidrogenase A/C, UCP3, UCP2, UCP4, UCP5, fosfoglicerato mutase, gliceraldeído 3-P desidrogenase, glucoquinase, malato desidrogenase, acil-CoA transferase (tiolase), citocromo a3, e lactato desidrogenase; parte desconhecida como regulada por T3. CONCLUSÃO: Os resultados do presente estudo apontam para novos genes regulados por T3 e cAMP e, por conseguinte, sua contribuição na regulação da termogênese.

Paralisia periódica hipocalêmica tirotóxica, uma urgência endócrina: revisão do quadro clínico e genético de 25 pacientes / Thyrotoxic hypokalemic periodic paralysis, an endocrine emergency: clinical and genetic features in 25 patients

A paralisia periódica hipocalêmica tirotóxica (PPHT) é uma emergência médica caracterizada por ataques agudos de fraqueza muscular, hipocalemia e tirotoxicose, que desaparece com o tratamento do hipertiroidismo. As crises de paralisia são transitórias, auto-limitadas, associadas com hipocalemia e similares àquelas da paralisia periódica hipocalêmica familiar (PPHF), doença neurológica autossômica dominante. Este estudo descreve o quadro clínico e achados genéticos de 25 pacientes brasileiros com PPHT. A maioria dos pacientes apresentava perda de peso, taquicardia, bócio, tremores e oftalmopatia. Os ataques ocorreram, em sua maioria, durante a noite e tiveram recuperação espontânea, apesar de alguns pacientes evoluírem para quadriplegia e arritmias cardíacas. Todos apresentaram TSH suprimido e T4 elevado, e a maioria anticorpos positivos, indicando etiologia auto-imune. O potássio estava baixo em todos durante a crise. A terapêutica profilática com potássio não preveniu os ataques, mas foi útil para diminuir a força da paralisia durante as crises. Identificamos a mutação R83H no gene KCNE3 num caso esporádico e a mutação M58V no gene KCNE4 numa família com PPHT. Além disso, identificamos polimorfismos nos genes CACNA1S, SCN4A, KCNE1, KCNE2, KCNE1L, KCNJ2, KCNJ8 e KCNJ11. Concluímos que a PPHT é a causa mais comum tratável de paralisia periódica adquirida e deve ser lembrada em casos de fraqueza muscular em pacientes jovens.

Valor preditivo do exame clínico, cintilografia, ultra-sonografia, citologia aspirativa e tiroglobulina sérica no nódulo tiroideano único atóxico: estudo prospectivo de 110 pacientes tratados cirurgicamente / Predictive value of clinical examination, scintigraphy, aspirative cytology and serum thyroglobulin in the nontoxic solitary thyroid nodule: prospective study of 110 operated patients

Nódulos de tiróide são comuns na prática médica. Para estabelecer o valor preditivo dos diversos testes diagnósticos, estudamos prospectivamente os dados de exame clínico, cintilografia, ultrasonografia, citologia aspirativa e tiroglobulina sérica pré-operatória de 110 pacientes com nódulos operados e os comparamos com o diagnóstico anátomo-patológico da cirurgia. Nos 110 pacientes encontramos à histologia 124 lesões distintas, sendo 106 (85 por cento) benignas e 18 (15 por cento) malignas. Entre as benignas havia 90 bócios colóides (73 por cento), 8 adenomas foliculares (6 por cento), 4 cistos tiroglossos (3 por cento) e outras 4 lesões; entre as malignas havia 16 (13 por cento) carcinomas primários da tiróide (9 papilíferos, 3 foliculares, 3 indiferenciados e 1 medular) e 2 secundários. Entre os testes diagnósticos a citologia aspirativa apresentou os melhores resultados (sensibilidade: 94 por cento, especificidade: 97 por cento), em comparação com a cintilografia (sensibilidade: 89 por cento, especificidade: 21 por cento), ultra-sonografia (sensibilidades entre 60 e 100 por cento e especificidades entre 25 e 69 por cento) e tiroglobulina pré-operatória (sensibilidade: 7 por cento para qualquer valor discriminatório e elevada especificidade). Alguns dados clínicos também apresentaram elevada especificidade, mas baixa sensibilidade, como rouquidão, disfagia, aparecimento de nova lesão, adenomegalia cervical e antecedentes de radiação. Neste estudo prospectivo concluímos que a citologia aspirativa é o melhor método disponível para o diagnóstico dos nódulos de tiróide.