31 resultados para Córtex Cerebral Crescimento
em Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Resumo:
A fenilcetonria (PKU) caracterizada bioquimicamente pelo acmulo de fenilalanina (Phe) e seus metablitos nos tecidos dos pacientes afetados. O dano neurolgico a marca da PKU e a Phe considerada o principal agente neurotxico nesta doena, cujos mecanismos de neurotoxicidade so pouco conhecidos. A alanina (Ala) nutricionalmente um aminocido no essencial. Ela o principal aminocido gliconeognico porque pode originar piruvato e glicose, tendo sido, por este motivo, usada como um suplemento diettico em combinao com o hormnio de crescimento no tratamento de crianas subnutridas afetadas por algumas doenas metablicas herdadas, para induzir o anabolismo. O principal objetivo do presente trabalho foi medir as atividades dos complexos da cadeia respiratria mitocondrial (CCR) e succinato desidrogenase (SDH) no córtex cerebral de ratos Wistar sujeitos hiperfenilalaninemia (HPA) quimicamente induzida e administrao crnica de Ala, desde o 6 at o 21 dia de vida ps-natal. Tambm investigamos o efeito in vitro da Phe e Ala nas atividades da SDH e CCR em córtex cerebral de ratos de 22 dias de idade. Os resultados mostraram uma reduo nas atividades da SDH e complexos I + III no córtex cerebral de ratos sujeitos HPA e tambm no córtex cerebral de ratos sujeitos administrao de Ala. Tambm verificamos que ambos: Phe e Ala inibiram in vitro a atividade dos complexos I + III por competio com NADH. Considerando a importncia da SDH e CCR para a sustentao do suprimento energtico para o crebro, nossos resultados sugerem que o dficit energtico possa contribuir para a neurotoxicidade da Phe em PKU. Em relao Ala, ficou evidenciado que mais investigaes sero necessrias antes de considerar a suplementao com Ala como uma terapia adjuvante vlida para crianas com estas doenas.
Resumo:
A cistinose uma desordem sistmica de estocagem autossmica recessiva hereditria rara, causada pelo transporte deficiente de cistina atravs da membrana lisossomal.. O acmulo excessivo de cistina dentro dos lisossomos leva destruio tecidual por mecanismos ainda no totalmente compreendidos. O acmulo de cistina no sistema nervoso central pode provocar sintomas neurolgicos tais como: convulses, tremores e retardo mental. A hipertriptofanemia uma desordem metablica rara, provavelmente causada por um bloqueio na converso do triptofano a quinurenina, acumulando triptofano e alguns de seus metablitos no plasma e tecidos dos pacientes. Os pacientes apresentam retardo mental leve a moderado com respostas afetivas exageradas, mudanas peridicas de humor, comportamento hipersexual, e ataxia, alm de eroses cutneas de hipersensibilidade e retardo no crescimento. A fenilcetonria um erro inato do metabolismo causado pela deficincia severa na atividade da enzima fenilalanina hidroxilase heptica que converte fenilalanina em tirosina. Esta doena bioquimicamente caracterizada pelo acmulo de fenilalanina e seus metablitos, fenilpiruvato, fenillactato, fenilacetato, feniletilamina e O-hidroxifenilacetato no sangue e outros tecidos. Pacientes no tratados podem apresentar severo retardo mental e psicomotor e, em alguns pacientes, irritabilidade, movimentos despropositados, reflexos diminudos dos tendes, convulses, formao deficiente de mielina e microcefalia. Apesar de haver um consenso sobre o papel da fenilalanina no dano cerebral, os mecanismos pelos quais a fenilalanina neurotxica parece serem mltiplos e ainda pouco conhecidos. Estas 3 doenas: fenilcetonria, hipertriptofanemia e cistinose so caracterizadas como Erros Inatos do Metabolismo. Os pacientes afetados por qualquer uma destas patologias apresentam uma caracterstica clnica comum: o dano cerebral. Considerando que o metabolismo energtico parece estar alterado nas trs doenas e que a piruvatoquinase uma enzima crucial para o metabolismo da glicose e liberao/armazenamento de energia para o crebro, decidimos estudar o efeito dos trs aminocidos acumulados nestas doenas (fenilalanina, triptofano e cistina) sobre a atividade desta enzima em córtex cerebral de ratos, j que a alterao da atividade dessa enzima poderia contribuir para o dano cerebral caracterstico nestes pacientes. Os estudos in vitro e in vivo mostraram que a o fenilalanina e o triptofano inibem a atividade da piruvtoquinase e que esta inibio pode pode ser prevenida por alanina. Quanto cistina, os estudos in vitro mostraram que este aminocido inibe a atividade da piruvatoquinase por dois mecanismos distintos, um dos quais parece envolver os grupos tilicos da enzima e que pode ser prevenido e revertido pela cisteamina. Os estudos cinticos sugeriram que a piruvatoquinase possui um stio de ligao para aminocidos (e talvez para alguns derivados de aminocidos, como o fenilpiruvato) regulando a atividade da enzima. Se a inibio da atividade da piruvatoquinase tambm ocorrer nos pacientes afetados pelas doenas estudadas, possvel que medidas tais como a suplementao diettica de alanina e de glicose para os pacientes com fenilcetonria e hipertriptofanemia e de cisteamina para os pacientes com cistinose, sejam benficas. Entretanto, mais estudos so necessrios antes de considerar o uso de tais medidas para os pacientes.
Resumo:
A deficincia de desidrogenase das acil-CoA de cadeia curta (SCAD) um erro inato do metabolismo devido a um defeito no ltimo ciclo de -oxidao, sendo especfica para cidos graxos de cadeia curta (4 a 6 carbonos), resultando no acmulo de cidos orgnicos de cadeia curta, principalmente dos cidos etilmalnico e metilsucnico, formados pela metabolizao por rotas secundrias do butiril-CoA acumulado. A deficincia de SCAD manifesta-se principalmente no perodo neonatal ou durante a infncia e at mesmo na idade adulta. Os achados clnico-laboratoriais so heterogneos, incluindo acidose metablica, acidose ltica, vmitos, atraso no desenvolvimento, convulses, fraqueza muscular e miopatia crnica. No entanto, o sintoma mais comum apresentado pelos pacientes portadores dessa deficincia a disfuno neurolgica, a qual pode estar relacionada ao acmulo de cidos orgnicos de cadeia curta e sua toxicidade ao sistema nervoso central. No presente trabalho nosso objetivo foi investigar o efeito in vitro dos cidos etilmalnico e metilsucnico sobre algumas atividades enzimticas fundamentais para o metabolismo energtico. Visando contribuir para uma melhor compreenso da fisiopatogenia dessa doena testamos o efeito desses metablitos sobre a atividade dos complexos da cadeia respiratria e da creatina quinase em córtex cerebral, msculo esqueltico e msculo cardaco de ratos jovens. Verificamos que os cidos etilmalnico e metilsucnico, na concentrao de 1 mM, inibiram significativamente a atividade do complexo I+III da cadeia respiratria em córtex cerebral de ratos, porm no alteraram a atividade dos demais complexos da cadeia respiratria (II, SDH, II+III, III e IV) nesses tecido bem como no alteraram a atividade de todos os complexos da cadeia repiratria em msculo esqueltico e msculo cardaco dos ratos nas concentraes de 1 e 5 mM. Observamos tambm que o cido etilmalnico (1 e 2,5 mM) reduziu de forma significativa a atividade total de creatina quinase em córtex cerebral de ratos, mas no alterou essa atividade nos msculos esqueltico e cardaco. Por outro lado o cido metilsucnico no modificou a atividade total da creatina quinase em nenhum dos trs tecidos estudados, córtex cerebral, msculo esqueltico e msculo cardaco de ratos. Testamos ento o efeito do cido etilmalnico sobre a atividade da creatina quinase nas fraes mitocondrial e citoslica de córtex cerebral, msculo cardaco e msculo esqueltico de ratos. O cido (1 e 2,5 mM) inibiu significativamente a atividade da creatina quinase apenas na frao mitocondrial de córtex cerebral. Demostramos tambm que o antioxidante glutationa (1 mM) preveniu o efeito inibitrio do cido etilmalnico sobre a atividade total da creatina quinase em córtex cerebral. A glutationa (0,5 mM) e o cido ascrbico (0,5 mM) tambm preveniram o efeito inibitrio do cido etilmalnico sobre a atividade da creatina quinase na frao mitocondrial de córtex cerebral. Por outro lado a adio de L-NAME ou trolox no alterou o efeito inibitrio do cido etilmalnico sobre a atividade da creatina quinase. Esses resultados indicam que o cido etilmalnico possui um efeito inibitrio especfico sobre a isoforma mitocondrial da creatina quinase do crebro, ou seja, sobre a CKmi a, no afetando a isoenzima citoslica cerebral ou as isoenzimas citoslicas e mitocondrial presentes no msculo esqueltico e no msculo cardaco. Alm disso, o efeito da glutationa, que atua como um agente redutor de grupos tiis, indica que a ao inibitria do cido etilmalnico sobre a creatina quinase pode estar relaciona oxidao de grupos sulfidrila essenciais atividade da enzima. J a preveno do efeito inibitrio do cido etilmalnico causada pelo cido ascrbico sugere que o cido pode estar envolvido com a formao dos radicais superxido e hidroxila, uma vez que este agente antioxidante atua sobre esses radicais livres. Essas observaes em seu conjunto indicam que os cidos etilmalnico e metilsucnico comprometem o metabolismo energtico cerebral atravs da inibio de atividades enzimticas essenciais para a produo e transporte de energia pela clula. , portanto, possvel que esse possa ser um dos mecanismos envolvidos com o dano cerebral que ocorre nos pacientes afetados por deficincia de SCAD.
Resumo:
A fenilcetonria (PKU) um erro inato do metabolismo de aminocidos causada pela deficincia da enzima fenilalanina hidroxilase heptica (PAH) que converte fenilalanina (Phe) em tirosina. Caracteriza-se clinicamente por retardo mental severo e, em alguns pacientes, por convulses e eczema cutneo. Bioquimicamente os pacientes afetados por esta doena apresentam acmulo de Phe e seus metablitos no sangue e nos tecidos. Phe considerada o principal agente neurotxico nesta doena, cujos mecanismos de neurotoxicidade so pouco conhecidos. O metabolismo energtico cerebral caracterizado por nveis altos e variveis de sntese e de utilizao de ATP. O crebro contm altos nveis de creatinaquinase (CK), uma enzima que transferere reversivelmente um grupo fosforil entre ATP e creatina e entre ADP e fosfocreatina (PCr). Considerando que a CK parece estar envolvida em certas condies patolgicas relacionadas com deficincia de energia cerebral e sabendo que a PKU est associada reduo de produo e de utilizao de energia pelo crebro, no presente trabalho verificamos a atividade da CK em homogeneizado total de córtex cerebral, cerebelo e crebro mdio de ratos Wistar submetidos aos modelos experimentais agudo e crnico de hiperfenilalaninemia (HPA) quimicamente induzida. Tambm investigamos o efeito in vitro da Phe e da -metil-DL-fenilalanina (MePhe), um inibidor da PAH, nas mesmas estruturas de ratos Wistar de 22 dias de idade no tratados. Nossos resultados mostraram uma reduo significativa na atividade da CK nas estruturas cerebrais estudadas de ratos sujeitos a HPA. Tambm verificamos que Phe e MePhe inibiram in vitro a atividade da CK nas mesmas estruturas. O estudo da interao cintica entre Phe e MePhe, sugere a existncia de um nico stio de ligao na CK para os dois compostos. Considerando a importncia da CK para a manuteno do metabolismo energtico cerebral, nossos resultados sugerem que a alterao da homeostasia energtica pode contribuir para a neurotoxicidade da Phe na PKU.
Resumo:
A acidemia glutrica tipo I (AG I) um erro inato do metabolismo de herana autossmica recessiva que se caracteriza bioquimicamente pela deficincia da atividade da enzima glutaril-CoA desidrogenase da rota de degradao dos aminocidos lisina, hidroxilisina e triptofnio. O bloqueio da rota na converso de glutaril-CoA crotonil-CoA e resultante da deficincia enzimtica leva ao acmulo tecidual e aumento da concentrao nos lquidos biolgicos predominantemente dos cidos glutrico e 3-hidroxiglutrico e, em alguns casos, do cido glutacnico. Os pacientes afetados apresentam sintomas neurolgicos especialmente aps crises encefalopticas, comuns no primeiro ano de vida, em que ocorre necrose bilateral dos gnglios da base, degenerao do globo plido e da substncia branca. Tendo em vista que a patognese do dano cerebral na AG I pouco conhecida e que as leses do SNC dos pacientes muito se assemelham s leses devido excitotoxicidade, no presente estudo investigamos a ao dos cidos glutrico e 3-hidroxiglutrico sobre alguns parmetros neuroqumicos envolvendo o sistema glutamatrgico em córtex cerebral e astrcitos cultivados de córtex cerebral de ratos. Alguns desses parmetros j haviam sido testados previamente com o cido glutrico. Observamos que o cido 3-hidroxiglutrico, em concentraes de 10 M a 1 mM, no alterou a captao de L-[3H]glutamato por preparaes sinaptossomais. Verificamos tambm que os cidos glutrico e 3- hidroxiglutrico, nas mesmas concentraes, no alteraram a liberao do L- [3H]glutamato por estas estruturas em condies basais ou estimuladas (despolarizadas) por potssio (20 mM e 40 mM). J nos ensaios de unio do L- [3H] glutamato a membranas plasmticas, o cido 3-hidroxiglutrico inibiu a unio do neurotransmissor em meio de incubao sem sdio e cloreto (stios receptores), quando em baixas concentraes (1 M a 100 M), enquanto no alterou esta unio em altas concentraes (500 M a 2 mM). Na presena de alto sdio (stios transportadores), ambos os cidos inibiram a unio de L- [3H]glutamato em todas as concentraes testadas (10 M a 1 mM). Outros experimentos demonstraram que o cido 3-hidroxiglutrico no alterou a captao vesicular de L-[3H]glutamato. Avaliamos tambm a influncia dos cidos glutrico e 3-hidroxiglutrico sobre a captao de L-[3H]glutamato por astrcitos cultivados de córtex cerebral. Inicialmente verificamos a viabilidade destas clulas na presena dos cidos pelo teste do MTT que reflete a atividade das desidrogenases mitocondriais e tambm pela liberao de lactato desidrogenase para o meio de incubao. Na concentrao de 1 mM , os cidos glutrico e 3- hidroxiglutrico no se mostraram citotxicos para estas clulas. Por outro lado, quando incubados por 60 minutos, nas concentraes de 50 M e 1mM, aumentaram significativamente a captao de L-[3H]glutamato pelos astrcitos.
Resumo:
Glicose o principal substrato energtico no SNC de mamferos adultos, contudo o crebro tambm capaz de utilizar outros substratos, incluindo manose, frutose, galactose, glicerol, corpos cetnicos e lactato. Glicose quase totalmente oxidada a CO2 e H2O, mas ela tambm precursora de neurotransmissores, tais como glutamato, GABA e glicina. O metabolismo energtico do SNC varia ontogeneticamente, visto o fato de que nas primeiras 2 horas aps o nascimento, lactato o seu principal substrato, glicose e corpos cetnicos servem como substratos nos 21 dias subseqentes e, aps este perodo, somente glicose predomina. A utilizao de nutrientes regulada de vrias maneiras, tais como o transporte atravs das clulas endoteliais capilares, transporte atravs da membrana plasmtica, variaes na atividade enzimtica e variaes nas concentraes de nutrientes plasmticos. Est bem estabelecido que a atividade funcional do SNC aumenta o metabolismo energtico. Tal evento pode ser dependente da atividade da bomba Na+,K+-ATPase, a qual requerida para restabelecer a homeostase inica. O aumento da concentrao de potssio extracelular de um nvel basal 8-12 mM provoca excitao neuronal fisiolgica. A concentrao de potssio pode atingir 50-80 mM durante convulses, isquemia ou hipoglicemia. O potssio liberado pela atividade eltrica captado nos astrcitos atravs de processos dependentes e no dependentes de ATP. Neste estudo, observamos o efeito de diferentes concentraes de potssio extracelular (2.7, 20 e 50 mM), sobre a oxidao de glicose, frutose, manose e lactato a CO2 e a converso a lipdios em córtex cerebral de ratos jovens (10dias) e adultos (60 dias). Considerando que a captao de deoxiglicose est relacionada com a atividade glicoltica, testamos a influncia do potssio extracelular sobre este parmetro. Os efeitos da ouabana sobre a oxidao de glicose e captao de deoxiglicose foram testados para determinar se a influncia de potssio extracelular era dependente da atividade da bomba Na+,K+-ATPase. Os efeitos da monensina (ionforo de Na+) e bumetanide (inibidor do transportador de Na+/K+/2Cl-) foram tambm testados. O aumento da concentrao de potssio extracelular aumentou a oxidao de glicose, frutose, e manose a CO2 em córtex cerebral de ratos adultos, contudo, este fenmeno no foi observado em ratos jovens. A oxidao de lactato aumentou com o aumento da concentrao de potssio extracelular em ambos ratos jovens e adultos. No houve diferena na oxidao de glicose e sobre a captao de deoxiglicose na presena de ouabana. Monensina aumentou a captao de deoxiglicose em 2 minutos de incubao. Contudo, esta captao diminuiu em perodos de incubao de 1 hora e 10 minutos. Alm disso, no houve efeito do bumetanide sobre o aumento causado pela alta concentrao de potssio extracelular na oxidao de glicose.
Resumo:
A disfuno neurolgica um sintoma comum em pacientes com Doena do Xarope do Bordo. Entretanto, os mecanismos que levam neuropatologia dessa doena so pouco conhecidos. Neste trabalho, ns investigamos os efeitos do cido -cetoisocaprico (CIC) na incorporao in vitro de protenas do tipo filamento intermedirio de córtex cerebral de ratos durante o desenvolvimento. Fatias de tecido de ratos de 09, 12, 15, 17, 21 e 60 dias foram incubadas com 32P-ortofosfato na presena ou na ausncia de CIC. A frao citoesqueltica foi isolada e a radioatividade incorporada nas protenas de filamento intermedirio foi medida. Ns observamos que o CIC diminui a incorporao in vitro de 32P nas protenas estudadas at 12 dias, entretanto, a fosforilao aumentou nas fatias de tecido de ratos de 17, 21 e 60 dias e nenhuma alterao ocorreu nas fatias cerebrais dos animais de 15 dias. Ns tambm testamos a influncia do sistema glutamatrgico na incorporao in vitro de 32P nas protenas estudadas, incubando fatias de córtex cerebral na presena de glutamato, agonistas e antagonistas glutamatrgicos. O glutamato apresentou um efeito similar ao observado para o CIC na fosforilao das protenas de filamento intermedirio durante o desenvolvimento, mas no afetou a incorporao in vitro de 32P nas protenas estudadas nos ratos de 60 dias, sugerindo que nos animais adultos o CIC aumenta a incorporao in vitro nas protenas estudadas por outros mecanismos. Alm disso, ns observamos que os agonistas glutamatrgicos ionotrpicos NMDA, AMPA e cainato mimetizam o efeito inibitrio do CIC, enquanto os agonistas metabotrpicos 1S, 3R ACPD e L-AP4 no induziram alteraes na incorporao in vitro de 32P nas protenas de filamento intermedirio estudadas nos animais de 09 dias. Nos ratos de 21 dias, somente os agonistas ionotrpicos NMDA e AMPA mimetizaram o efeito estimulatrio do CIC. Tambm observamos que quando fatias de córtex cerebral de ratos de 09 e 21 dias foram incubadas com 1mM CIC seguidas de incubao com o DL-AP5, um antagonista especfico para receptores NMDA, ou com CNQX, antagonista de receptores ionotrpicos AMPA e cainato, o efeito inibitrio ou estimulatrio do cido na fosforilao in vitro de ratos de 09 e 21 dias foi revertido. Estes resultados demonstram que o CIC, nas mesmas concentraes encontradas no sangue de crianas afetadas por DXB, altera o sistema de fosforilao associado com as protenas do citoesqueleto, via sistema glutamatrgico, de maneira regulada pelo desenvolvimento. Portanto, provvel que a alterao de fosforilao das protenas de citoesqueleto cerebral seja importante para o entendimento da patofisiologia da disfuno neuronal e das alteraes estruturais observadas do SNC dos pacientes com DXB.
Resumo:
A hiperprolinemia tipo II uma doena autossmica recessiva causada pela deficincia severa na atividade da enzima 1 pirrolino-5-carboxilato desidrogenase, o que resulta em acmulo tecidual de prolina. Muitos pacientes apresentam manifestaes neurolgicas como epilepsia e retardo mental. Embora as manifestaes neurolgicas sejam encontradas em um considervel nmero de pacientes hiperprolinmicos, os mecanismos pelos quais estas ocorrem so pouco compreendidos. O estresse oxidativo um importante processo que vem sendo relatado na patognese de algumas condies que afetam o sistema nervoso central (SNC), como o caso das doenas neurodegenerativas, epilepsia e demncia. Este fato torna-se facilmente compreensvel, visto que o SNC altamente sensvel ao estresse oxidativo, em face do alto consumo de oxignio; do alto contedo lipdico, principalmente de cidos graxos poliinsaturados, dos altos nveis de ferro e da baixa defesa antioxidante. Considerando que: a) pouco se sabe a respeito dos altos nveis de prolina no SNC, b) a prolina ativa receptores NMDA e epileptognica e c) o estresse oxidativo est associado com doenas que afetam o SNC, no presente estudo investigamos os efeitos in vivo e in vitro da prolina sobre alguns parmetros de estresse oxidativo, como a quimiluminescncia, o potencial antioxidante total (TRAP), e sobre as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSH-Px) e superxido dismutase (SOD) em córtex cerebral de ratos Wistar. Os resultados mostraram que a administrao aguda de prolina aumentou significativamente a quimiluminescncia e reduziu o TRAP em córtex cerebral de ratos de 10 e 29 dias. Em contraste, a administrao crnica de prolina no alterou estes parmetros. Todavia, a presena de prolina no homogeneizado de córtex cerebral de ratos de 10 e 29 dias aumentou significativamente a quimiluminescncia e reduziu o TRAP em concentraes de prolina semelhantes quelas encontradas nos tecidos de pacientes hiperprolinmicos (0,5 1,0 mM). Nossos resultados tambm mostraram que a administrao aguda de prolina no alterou as atividades das enzimas GSH-Px e SOD em córtex cerebral de ratos de 10 e 29 dias, mas diminuiu significativamente a atividade da CAT em ratos de 29 dias. Por outro lado, a administrao crnica de prolina no alterou a atividade da enzima SOD, mas significativamente aumentou a atividade da CAT e reduziu a atividade da GSH-Px. Em adio, a presena de prolina no homogeneizado de córtex cerebral reduziu significativamente a atividade da SOD em ratos de 10 dias, permanecendo as atividades da CAT e GSH-Px inalteradas. Todavia, as atividades das enzimas antioxidantes no foram alteradas na presena de prolina no homogeneizado de córtex cerebral de ratos de 29 dias. Os resultados obtidos em nosso trabalho sugerem que o estresse oxidativo induzido pela prolina pode estar envolvido na disfuno cerebral observada na hiperprolinemia tipo II.
Resumo:
As deficincias da -cetotiolase mitocondrial e da 2-metil-3-hidroxibutiril-CoA desidrogenase (MHBD) so erros inatos do catabolismo da isoleucina. Os pacientes afetados pela deficincia da -cetotiolase apresentam crises agudas de cetose e acidose metablica, podendo apresentar convulses que podem evoluir ao coma e morte. Bioquimicamente, so caracterizados por excreo urinria aumentada de cido 2-metilacetoactico (MAA), 2-metil-3-hidroxibutrico (MHB) e tiglilglicina (TG). Alguns indivduos apresentam acidemia lctica durante as crises de descompensao metablica. Por outro lado, os indivduos afetados pela deficincia da MHBD so caracterizados por retardo mental, convulses e acidose lctica severa, apresentando excreo urinria aumentada de MHB e TG. O aumento do cido lctico em ambas as enfermidades sugere um comprometimento do metabolismo energtico. Tendo em vista que os mecanismos fisiopatognicos de ambas desordens so totalmente desconhecidos e que os achados bioqumicos sugerem um dficit na produo de energia dos pacientes, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro do MAA e do MHB sobre alguns parmetros do metabolismo energtico em córtex cerebral de ratos jovens. Nossos resultados demonstraram que o MAA inibiu a produo de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato, indicando um bloqueio do ciclo do cido ctrico. Em adio, o complexo II da cadeia respiratria bem como a enzima succinato desidrogenase foram inibidos na presena do MAA. Portanto, possvel que a inibio da cadeia respiratria tenha levado inibio secundria do ciclo de Krebs. As enzimas Na+,K+-ATPase e creatina quinase (CK) no foram afetadas pelo MAA. O MHB inibiu a produo de CO2 a partir dos trs substratos testados bem como o complexo IV da cadeia respiratria, sugerindo que a inibio da cadeia respiratria tenha levado inibio da produo CO2 pelo ciclo de Krebs. A enzima Na+,K+- ATPase no foi afetada pelo cido. No entanto, o MHB inibiu a atividade total da CK s custas da CK mitocondrial (mi-CK). A presena do inibidor da enzima xido ntrico sintase L-NAME e do antioxidante glutationa reduzida (GSH) preveniram a inibio da atividade total da CK, enquanto que a GSH preveniu a inibio da mi-CK, sugerindo que os efeitos do MHB sobre a CK estejam relacionados oxidao de grupamentos tiis essenciais atividade enzimtica. Tais resultados sugerem que o metabolismo energtico cerebral inibido in vitro pelo MAA e pelo MHB. Caso estes achados se confirmem nas deficincias da -cetotiolase e da MHBD, possvel que um prejuzo no metabolismo energtico causado pelo acmulo destes metablitos possa explicar, ao menos em parte, o dano neurolgico encontrado nos pacientes portadores destas doenas.
Resumo:
A deficincia da semialdedo succnico desidrogenase, ou acidria -hidroxibutrica, um erro inato do metabolismo do cido -aminobutrico. Bioquimicamente, caracterizada pelo acmulo de elevadas concentraes do cido -hidroxibutrico nos tecidos, lquido cefalorraquidiano, sangue e urina dos pacientes. As manifestaes clnicas descritas nesses pacientes so muito variadas e inespecficas, mas observa-se que os principais sintomas e sinais clnicos so neurolgicos. Entretanto, os mecanismos responsveis pela disfuno neurolgica desses pacientes so pouco conhecidos. Neste trabalho, o efeito in vitro do cido -hidroxibutrico foi investigado sobre a quimiluminescncia, as substncias reativas ao cido tiobarbitrico (TBA-RS), o potencial antioxidante total (TRAP), a reatividade antioxidante total (TAR) e as atividades das enzimas antioxidantes superxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPX) em homogeneizados de córtex cerebral de ratos jovens com o intuito de esclarecer, ao menos em parte, a etiopatogenia dos sintomas neurolgicos caractersticos dessa doena. O cido -hidroxibutrico aumentou significativamente a quimiluminescncia e os nveis de TBA-RS, enquanto que o TRAP e o TAR foram marcadamente reduzidos. No entanto, as atividades das enzimas antioxidantes no foram alteradas pelo cido -hidroxibutrico. Esses resultados indicam que o cido -hidroxibutrico estimula a lipoperoxidao e reduz as defesas antioxidantes no-enzimticas, sugerindo a participao do estresse oxidativo na neuropatologia da deficincia da semialdedo succnico desidrogenase. Porm, esses achados devem ser confirmados em pacientes afetados por essa doena.
Resumo:
Cistinose um erro inato do metabolismo, associado ao acmulo de cistina nos lisossomos, causado pelo efluxo defeituoso de cistina. O acmulo de cistina provoca uma srie de sintomas, dependendo do tecido envolvido. Atrofia cortical uma possvel conseqncia do acmulo de cistina no córtex cerebral. Contudo, os mecanismos pelos quais a cistina txica para os tecidos esto longe de serem esclarecidos. Considerando que a creatinaquinase uma enzima tilica crucial para a homeostasia energtica, e que dissulfetos como a cistina podem alterar enzimas tilicas pela troca tiol/dissulfeto, o objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da cistina sobre a atividade da creatinaquinase em homogeneizado total e fraes citoslica e mitocondrial de córtex cerebral de ratos Wistar de 21 dias de idade. Ns tambm fizemos estudos cinticos e investigamos o efeito da glutationa reduzida, um protetor natural de grupos tilicos, e cisteamina, a droga usada para o tratamento da cistinose, sobre a atividade da creatinaquinase. Os resultados mostraram que a cistina inibe a atividade enzimtica nocompetitivamente de uma maneira tempo e dose dependente. Resultados mostram ainda que a glutationa preveniu e reverteu parcialmente a inibio causada pela cistina, enquanto a cisteamina preveniu e reverteu completamente aquela inibio, sugerindo que a cistina inibe a atividade da creatinaquinase por interao com os grupos sulfidrlicos da enzima. Devido ao envolvimento da creatinaquinase na homeostasia energtica do córtex cerebral, estes resultados sugerem um possvel mecanismo para a toxicidade da cistina e tambm um possvel efeito benfico no uso da cisteamina em pacientes cistinticos.
Resumo:
A deficincia da desidrogenase de acilas de cadeia mdia (MCAD) o mais freqente erro inato da oxidao de cidos graxos. Os indivduos afetados por esse distrbio apresentam-se sintomticos durante perodos de descompensao metablica, caracterizado pelo acmulo de cidos graxos de cadeia mdia (AGCM), particularmente os cidos octanico (AO), decanico (AD) e cis-4-decenico (AcD). Durante as crises, os pacientes apresentam hipoglicemia hipocettica, hipotonia, rabdomilise, edema cerebral e, finalmente, entram em coma, podendo ter um desenlace fatal. O tratamento de urgncia baseado na infuso de glicose nos pacientes durante as crises, enquanto uma dieta rica em carboidratos e pobre em gorduras recomendada nos perodos fora das crises. Uma parte considervel dos pacientes que sobrevivem s crises apresenta um grau varivel de manifestaes neurolgicas. Entretanto, os mecanismos responsveis pelos sintomas neurolgicos da deficincia de MCAD so praticamente desconhecidos. No presente estudo avaliamos a influncia dos principais metablitos acumulados na deficincia de MCAD, os cidos AO, AD e AcD, e , em alguns casos, tambm de seus derivados de carnitina e glicina, sobre as atividades de enzimas importantes do metabolismo energtico em córtex cerebral de ratos Wistar de 30 dias de vida. AO, AD, AcD e octanoilcarnitina inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase, com nfase ao AcD, o inibidor mais potente da atividade da enzima. Alm disso, verificamos que a co-incubao do AO com glutationa (GSH) ou trolox (vitamina E solvel) evitou seu efeito inibitrio sobre a atividade da enzima. A inibio da enzima pelo AcD foi tambm prevenida quando o mesmo foi co-incubado com as enzimas catalase (CAT) e superxido dismutase (SOD) juntas, mas no com GSH. Alm disso, AO, AD e AcD aumentaram a lipoperoxidao em homogeneizados de córtex cerebral de ratos, medidos por quimioluminescncia e TBA-RS. Tais resultados sugerem que esses metablitos inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase via radicais livres. Observamos ainda que somente AD e AcD inibiram atividades dos complexos da cadeia respiratria, ao contrrio do AO que no teve qualquer ao sobre essas atividades. Enquanto o AD diminuiu somente a atividade do complexo IV a uma concentrao muito alta (3 mM), o AcD diminuiu as atividades dos complexos II, II-III e IV dentro da faixa de concentraes encontrada na deficincia de MCAD (0,25-0,5 mM). Alm disso, AO, AD e AcD inibiram a produo de CO2 a aprtir de glicose e acetato radiativos como substratos, indicando uma inibio do ciclo de Krebs. No entanto, somente AD e AcD reduziram a produo de CO2 a partir de citrato, enquanto AO no alterou a mesma. Alm disso, nenhum dos trs metablitos testados alterou a atividade da citrato sintase. Demonstramos ainda que o AcD reduziu as atividades da creatinaquinase mitocondrial e citoslica, mas em uma concentrao muito alta no encontrada na deficincia de MCAD. Este efeito no foi evitado por GSH, vitamina C+E ou L-NAME, sugerindo que o mesmo deve ter ocorrido via mecanismo distinto do estresse oxidativo. AcD foi o inibidor mais potente das atividades enzimticas testadas neste trabalho, indicando que deve ser o metablito de maior toxicidade nesta doena, ao menos no que se refere ao comprometimento do metabolismo energtico. Espera-se que nossos resultados possam contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos responsveis pelos sintomas neurolgicos envolvidos na deficincia de MCAD.
Resumo:
A via das quinureninas a principal rota de degradao do aminocido triptofano. Os metablitos dessa via, comumente chamados de quinureninas, esto envolvidos em vrios processos fisiolgicos e patolgicos e, recentemente, algumas quinureninas foram relacionadas fisiopatologia de vrias doenas neurodegenerativas. Tendo em vista que dados da literatura so contraditrios no que se refere gerao de espcies reativas a partir de algumas quinureninas e considerando que as concentraes de alguns desses metablitos esto elevadas em vrias doenas neurodegenerativas, este trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro de alguns intermedirios da via das quinureninas, particularmente a 3-hidroxiquinurenina (3HKyn), a quinurenina (Kyn), o cido 3-hidroxiantranlico (3HAA), o cido antranlico (AA) e o cido quinolnico (QA) sobre alguns parmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos de 30 dias de idade. Verificamos que a 3HKyn e o 3HAA diminuram as substncias reativas ao cido tiobarbitrico (TBA-RS) e a quimiluminescncia em córtex cerebral de ratos jovens, o que indica um efeito antioxidante desses compostos, ao passo que a Kyn e o AA no alteraram os parmetros de lipoperoxidao. Por outro lado, o QA aumentou a peroxidao lipdica nesta estrutura cerebral por aumentar significativamente as medidas de TBA-RS e quimiluminescncia. Alm disso, se pode verificar uma preveno significativa da oxidao da GSH causada pelo 3HAA, enquanto o QA, na presena de on ferroso e cido ascrbico, diminuiu significativamente as concentraes de glutationa reduzida, o que indica que esse efeito seja mediado por radicais hidroxila gerados atravs da reao de Fenton. J a 3HKyn, a Kyn e o AA no alteraram significativamente as concentraes de GSH. Tambm se verificou que a 3HKyn diminuiu a oxidao do diacetato de 2, 7-diclorofluorescena, alm de mostrar a propriedade de seqestrar radicais peroxila e hidroxila. Por outro lado, o 3HAA somente seqestrou radicais peroxila, sugerindo que a estrutura orto-aminofenlica essencial para o composto possuir propriedades antioxidantes. Com o objetivo de verificar se o tempo de exposio 3HKyn alterava a sua atividade antioxidante, determinamos a reatividade antioxidante total (TAR) e os valores de TBA-RS em clulas C6 cultivadas de glioma de ratos ao longo de 48 h na ausncia (controle) ou presena de 3HKyn. Os resultados demonstraram um aumento da TAR e uma diminuio das TBA-RS pela 3HKyn em tempos curtos de exposio (1-6 horas), sendo que o metablito no alterou significativamente esses parmetros em tempos maiores de exposio, sugerindo uma diminuio da capacidade antioxidante da 3HKyn ao longo do tempo. Tambm verificamos uma diminuio do potencial antioxidante total (TRAP) e da TAR pelo QA em homogeneizado de córtex cerebral Finalmente, foi evidenciado qua a 3HKyn, na concentrao de 100 M, foi capaz de prevenir os efeitos txicos causados pelo QA e pelo cido glutrico (GA). O GA a principal neurotoxina que se encontra acumulada na acidemia glutrica tipo I. Em resumo, nossos resultados sugerem um efeito antioxidante da 3HKyn e do 3HAA e um efeito pr-oxidante do QA in vitro em córtex cerebral de ratos jovens. As alteraes provocadas pelas vrias quinureninas foram obtidas nas concentraes de 10, 100 e 500 M. Embora no saibamos as concentraes dessas substncias em doenas neurodegenerativas em que eles se acumulam, possvel que, em uma situao in vivo, a produo de substncias antioxidantes atravs da rota das quinureninas poderia contrabalanar os efeitos txicos causados por outros metablitos como o QA.
Resumo:
As acidemias orgnicas so desordens metablicas caracterizadas, bioquimicamente, pelo acmulo de um ou mais cidos orgnicos e, clinicamente, por disfunes neurolgicas graves. Os cidos propinico (PA) e metilmalnico (MMA) so metablitos presentes, em altas concentraes, nos tecidos e fludos biolgicos de pacientes afetados pelas acidemias propinica e metilmalnica, respectivamente. Os neurofilamentos (NFs) so protenas do citoesqueleto neuronal formados pela polimerizao de trs subunidades, denominadas: NF de alto peso molecular (NFH), NF de mdio peso molecular (NF-M) e NF de baixo peso molecular (NF-L), com pesos moleculares aparentes de 200, 150 e 68 kDa, respectivamente. Essas protenas so amplamente fosforiladas, sendo que seu nvel de fosforilao est relacionado com a polimerizao dos NFs e com a regulao das interaes entre os constituintes do citoesqueleto. Neste trabalho fizemos um estudo ontogentico dos efeitos in vitro do PA e do MMA 2,5 mM sobre a imunorreatividade da subunidade NF-H em fatias de córtex cerebral de ratos de 9, 12, 17, 21 e 60 dias de idade. Para tanto utilizamos uma abordagem metodolgica baseada na imunodeteco da NF-H com dois anticorpos diferentes: o anticorpo monoclonal anti NF-200 clone NE14 que se liga somente a eptopos fosforilados da NF-H e, portanto, reconhece a NF-H fosforilada; e o anticorpo monoclonal anti NF-200 clone N52 que reconhece a NF-H total, independentemente do nvel de fosforilao. Nossos resultados mostraram que os metablitos induzem alteraes na imunorreatividade da NF-H presente na frao citoesqueltica de maneira dependente do estgio de desenvolvimento do animal Considerando o conjunto de dados obtidos com os anticorpos NE14 e N52 na frao citoesqueltica, podemos dizer que o tratamento das fatias de córtex cerebral de ratos de 9 dias aumentou o nvel de fosforilao sem alterar o imunocontedo total; em ratos de 12 e 17 dias de vida levou a um acmulo da subunidade NF-H na frao citoesqueltica e que esta protena est na forma fosforilada; e finalmente, em ratos de 21 e 60 dias de vida os metablitos no alteraram os parmetros estudados. Mostramos, tambm, que o acmulo da NF-H provocado pelos metablitos em ratos de 12 e 17 dias de vida no decorreu de um aumento na sntese da protena, mas, provalvelmente devido a um desequilbrio na relao NF-H solvel/NF-H polimerizada, que favoreceu a forma polimerizada. Finalmente, mostramos um possvel envolvimento de mecanismos de neurotransmisso GABArgica e glutamatrgica para os efeitos observados em ratos de 12 e 17 dias de idade, respectivamente. Considerando que a fosforilao um mecanismo importante para a regulao da dinmica de polimerizao dos NFs e das interaes com outros componentes do citoesqueleto, sugerimos que uma desorganizao na sua homeostase possa causar uma neurodegenerao, que caracterstica dos pacientes portadores das acidemias propinica e metilmalnica.
Resumo:
Para um adequado funcionamento do SNC, so necessrias complexas interaes entre os sistemas de neurotransmisso inibitrio e excitatrio. Desequilbrios nos sistemas, e/ou na sua interao, podem acarretar comprometimentos neuropsiquitricos. Vrias etapas do desenvolvimento ontogentico cerebral, incluindo proliferao e migrao neuronal, crescimento cerebral e mielinizao, astrocitognese e morte celular programada, so alteradas pela desnutrio protica. Alteraes no sistema glutamatrgico decorrentes de desnutrio, padres de desenvolvimento afetados no sistema GABArgico como a atividade da glutamato descarboxilase (GAD) e mRNA de subunidades de receptores GABAA , alteraes nas reaes a frmacos envolvendo o sistema GABArgico, alm de estudos epidemiolgicos que apontam para a maior incidncia de doenas neuropsiquitricas em populaes desnutridas precocemente e, ainda, os transtornos nas complexas interaes entre clulas neuronais e gliais, que acompanham o desenvolvimento destas patologias, levantam questionamentos sobre as implicaes da desnutrio sobre o metabolismo cerebral e parmetros inibitrios e excitatrios sob condies de excitotoxicidade. Considerando estes aspectos, investigou-se a sensibilidade a drogas convulsivantes agindo sobre os sistemas glutamatrgico (cido quinolnico) e GABArgico (picrotoxina), assim como se procurou detectar interferncias provocadas pela desnutrio protica gestacional e ps-natal, e/ou drogas em um dos parmetros, que, alm da biossntese, liberao, interao com receptores, determina uma neurotransmisso eficiente, qual seja: na inativao dos dois principais neurotransmissores excitatrio e inibitrio, glutamato e GABA, respectivamente, por meio da captao mediada por transportadores localizados nas membranas neuronais e gliais de córtex e hipocampo de ratos em desenvolvimento, assim como parmetros ontogenticos ligados ao transporte de GABA. A sensibilidade picrotoxina foi avaliada ainda segundo parmetros metablicos, envolvendo o metabolismo da glicose e do acetato, procurando detectar interaes neurnio-glia na resposta droga, assim como a ocorrncia de peroxidao lipdica, dado o seu envolvimento no processo convulsivante. Considerando que o acetato metabolizado predominantemente pelos astrcitos, clulas que tm importante papel no fluxo de substratos energticos aos neurnios, a sua oxidao foi avaliada em fatias de córtex cerebral de ratos adultos, frente a diferentes concentraes extracelulares de potssio. A desnutrio acarretou menor sensibilidade ao convulsivante do cido quinolnico, em ratos de 25 dias de idade, excluindo alteraes na captao de glutamato como mecanismo envolvido, uma vez que este parmetro no foi afetado pela desnutrio e/ou droga. Contrariamente, a desnutrio induziu maior sensibilidade ao convulsivante da picrotoxina, em ratos de 25 dias, o que pode estar relacionado maior captao de GABA por fatias de córtex cerebral e hipocampo evidenciadas no grupo desnutrido. A desnutrio alterou o perfil ontogentico da captao de GABA por fatias de córtex cerebral e tambm o perfil inibitrio da -alanina (inibidor de GAT-3), dando suporte hiptese de que a maior captao de GABA em ratos desnutridos em desenvolvimento seja devida predominantemente a este transportador. A maior sensibilidade picrotoxina no grupo desnutrido tambm foi evidenciada pelo maior estmulo oxidao da glicose em fatias de córtex cerebral (que tambm idade dependente) e peroxidao lipdica. Enquanto em ratos imaturos a administrao de uma nica dose de picrotoxina mostrou a maior susceptibilidade de ratos desnutridos, no procedimento de kindling qumico pela picrotoxina em ratos em desenvolvimento, a susceptibilidade mostrou-se sexo e tratamento nutricional dependente. A picrotoxina estimulou a oxidao do acetato a CO2, mas no a da glicose em perodo precoce ps picrotoxina (24 horas) em fatias de córtex e hipocampo de ratos de 25 dias, indicando o envolvimento astrocitrio na resposta ao agente convulsivante, independente do tratamento nutricional. A administrao crnica de picrotoxina acarretou estmulo oxidao da glicose em fatias de córtex de ratos desnutridos, mostrando efeito tempo e tratamento nutricional-dependente sobre o metabolismo da glicose, sem alterao da oxidao do acetato. Altas concentraes de potssio extracelular aumentaram a oxidao do acetato em fatias de córtex cerebral, em funo da reduo intracelular de sdio em ratos controle e desnutridos adultos; o agravamento do dficit nutricional exacerbou a oxidao do acetato em fatias de cerebelo. A desnutrio pr e ps-natal afeta respostas envolvendo os sistemas GABArgico e glutamatrgico em situaes de excitotoxicidade, provocada por antagonista de receptor GABAA, picrotoxina e por hiperestimulador do sistema glutamatrgico, cido quinolnico, em ratos em desenvolvimento, assim como parmetros ontogenticos ligados ao transporte de GABA. A severidade da restrio nutricional fator determinante da exacerbao do estmulo oxidao do acetato. Alm do mais, a desnutrio parece afetar a interao neurnio-glia em condies de excitotoxicidade.
