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ORCID:  http://orcid.org/0009-0005-7974-4735
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Estudo do papel dos canais de potássio sensíveis a ATP (KATP) na função de neurônios nociceptivos primários.
Alternate title (s): Study of the role of ATP-sensitive potassium channels (KATP) in the function of primary nociceptive neurons.
Author: Junior, Olivar Pereira Xavier
First Advisor: Lotufo, Celina Monteiro da Cruz
First member of the Committee: Lotufo, Celina Monteiro da Cruz
Second member of the Committee: Tilelli, Cristiane Queixa
Third member of the Committee: Santos, Débora de Oliveira
Summary: Esta pesquisa analisou o papel dos canais de potássio sensíveis a ATP (KATP) na regulação do potencial de repouso de neurônios nociceptivos primários e sua influência em modelos de dor e hiperalgesia. O objetivo central do estudo foi analisar o impacto da glibenclamida (um inibidor dos canais KATP) e do diazóxido (um ativador desses canais) na excitabilidade neuronal in vitro e na sensibilidade dolorosa em animais. Para tal, foram conduzidos estudos em culturas primárias de gânglios da raiz dorsal (GRD) de ratos, empregando microscopia confocal e o marcador fluorescente DiBAC4(3) para avaliar mudanças no potencial de membrana. Ao mesmo tempo, experimentos comportamentais analisaram a hiperalgesia mecânica provocada pela carragenina e a nocicepção química provocada pela capsaicina em ratos que receberam as drogas por via intratecal. Os resultados in vitro indicaram que a glibenclamida, nas concentrações testadas (1 μM, 10 μM e 100 μM), causou despolarização significativa do potencial de repouso neuronal ao bloquear os canais KATP, reduzindo a entrada de K+ e aumentando a atividade celular. O diazóxido, por sua vez, apresentou uma resposta bifásica: inicialmente promoveu hiperpolarização, devido à ativação dos canais KATP, e depois induziu despolarização, possivelmente ligada a mecanismos compensatórios, como a ativação de canais de cálcio ou sódio sensíveis à voltagem. A despolarização tardia ocorreu cerca de 5 minutos após a exposição ao diazóxido, sugerindo o envolvimento de vias de sinalização secundárias. Nos experimentos in vivo, A glibenclamida diminuiu de forma parcial a hiperalgesia provocada pela carragenina, sem modificar significativamente a sensibilidade mecânica prévia. O diazóxido não demonstrou ter um efeito analgésico, indicando que a ativação dos canais KATP pode não ser suficiente para neutralizar os mediadores inflamatórios presentes na carragenina. Na nocicepção causada pela capsaicina, ambos os fármacos intensificaram a dor: a glibenclamida potencializou a despolarização através do TRPV1, enquanto o diazóxido acionou vias de excitação compensadora. Estes achados indicam que a modulação dos canais KATP apresenta consequências contextuais, variando conforme o estímulo doloroso e a condição dos neurônios. As implicações desses resultados são especialmente relevantes para a neuropatia diabética, onde a hiperglicemia crônica reduz a atividade dos canais KATP, promovendo hiperexcitabilidade neuronal e dor persistente. A glibenclamida, embora usada no tratamento do diabetes tipo 2, pode agravar a dor neuropática ao bloquear esses canais. Por outro lado, agonistas seletivos como o diazóxido mostram potencial terapêutico, apesar da necessidade de melhorar sua eficácia. Temos como conclusão de que os canais KATP são importantes para a manutenção do potencial de repouso e podem atuar como moduladores da excitabilidade dos neurônios nociceptivos. Este mecanismo explica o papel da abertura dos canais KATP no mecanismo de ação de drogas analgésicas. Por outro lado, os dados aqui apresentados sugerem que a glibenclamida pode aumentar a sensibilidade dolorosa. Tal efeito deve ser mais bem investigado em um estudo posterior.
Abstract: This research analyzed the role of ATP-sensitive potassium (KATP) channels in regulating the resting potential of primary nociceptive neurons and their influence in models of pain and hyperalgesia. The main objective of the study was to analyze the impact of glibenclamide (an inhibitor of KATP channels) and diazoxide (an activator of these channels) on neuronal excitability in vitro and pain sensitivity in animals. To this end, studies were conducted in primary cultures of rat dorsal root ganglia (DRG), using confocal microscopy and the fluorescent marker DiBAC4(3) to evaluate changes in membrane potential. At the same time, behavioral experiments analyzed the mechanical hyperalgesia caused by carrageenan and the chemical nociception caused by capsaicin in rats that received the drugs intrathecally. The in vitro results indicated that glibenclamide, at the concentrations tested (1 μM, 10 μM and 100 μM), caused significant depolarization of the neuronal resting potential by blocking KATP channels, reducing K+ entry and increasing cellular activity. Diazoxide, in turn, presented a biphasic response: it initially promoted hyperpolarization, due to the activation of KATP channels, and then induced depolarization, possibly linked to compensatory mechanisms, such as the activation of voltage-sensitive calcium or sodium channels. The late depolarization occurred approximately 5 minutes after exposure to diazoxide, suggesting the involvement of secondary signaling pathways. In in vivo experiments, glibenclamide partially reduced the hyperalgesia caused by carrageenan, without significantly modifying the previous mechanical sensitivity. Diazoxide did not demonstrate an analgesic effect, indicating that the activation of KATP channels may not be sufficient to neutralize the inflammatory mediators present in carrageenan. In the nociception caused by capsaicin, both drugs intensified the pain: glibenclamide potentiated the depolarization through TRPV1, while diazoxide activated compensatory excitation pathways. These findings indicate that the modulation of KATP channels has contextual consequences, varying according to the painful stimulus and the condition of the neurons. The implications of these results are especially relevant for diabetic neuropathy, where chronic hyperglycemia reduces the activity of KATP channels, promoting neuronal hyperexcitability and persistent pain. Glibenclamide, although used in the treatment of type 2 diabetes, may aggravate neuropathic pain by blocking these channels. On the other hand, selective agonists such as diazoxide show therapeutic potential, although their efficacy needs to be improved. We conclude that KATP channels are important for maintaining the resting potential and can act as modulators of the excitability of nociceptive neurons. This mechanism explains the role of KATP channel opening in the mechanism of action of analgesic drugs. On the other hand, the data presented here suggest that glibenclamide may increase pain sensitivity. This effect should be further investigated in a future study.
Keywords: Canais de potássio sensíveis a ATP
Dor neuropática
Glibenclamida
Diazóxido
Neurônios sensoriais
Hiperalgesia
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA::FISIOLOGIA GERAL::NEUROFISIOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: JUNIOR, Olivar Pereira Xavier. Estudo do papel dos canais de potássio sensíveis a ATP (KATP) na função de neurônios nociceptivos primários. 2025. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45439
Date of defense: 5-May-2025
Appears in Collections:TCC - Ciências Biológicas (Uberlândia)

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