Utilização de nutrientes energéticos por córtex cerebral de ratos : efeitos de diferentes concentrações de potássio

Glicose é o principal substrato energético no SNC de mamíferos adultos, contudo o cérebro também é capaz de utilizar outros substratos, incluindo manose, frutose, galactose, glicerol, corpos cetônicos e lactato. Glicose é quase totalmente oxidada a CO2 e H2O, mas ela também é precursora de neurotransmissores, tais como glutamato, GABA e glicina. O metabolismo energético do SNC varia ontogeneticamente, visto o fato de que nas primeiras 2 horas após o nascimento, lactato é o seu principal substrato, glicose e corpos cetônicos servem como substratos nos 21 dias subseqüentes e, após este período, somente glicose predomina. A utilização de nutrientes é regulada de várias maneiras, tais como o transporte através das células endoteliais capilares, transporte através da membrana plasmática, variações na atividade enzimática e variações nas concentrações de nutrientes plasmáticos. Está bem estabelecido que a atividade funcional do SNC aumenta o metabolismo energético. Tal evento pode ser dependente da atividade da bomba Na+,K+-ATPase, a qual é requerida para restabelecer a homeostase iônica. O aumento da concentração de potássio extracelular de um nível basal 8-12 mM provoca excitação neuronal fisiológica. A concentração de potássio pode atingir 50-80 mM durante convulsões, isquemia ou hipoglicemia. O potássio liberado pela atividade elétrica é captado nos astrócitos através de processos dependentes e não dependentes de ATP. Neste estudo, observamos o efeito de diferentes concentrações de potássio extracelular (2.7, 20 e 50 mM), sobre a oxidação de glicose, frutose, manose e lactato a CO2 e a conversão a lipídios em córtex cerebral de ratos jovens (10dias) e adultos (60 dias). Considerando que a captação de deoxiglicose está relacionada com a atividade glicolítica, testamos a influência do potássio extracelular sobre este parâmetro. Os efeitos da ouabaína sobre a oxidação de glicose e captação de deoxiglicose foram testados para determinar se a influência de potássio extracelular era dependente da atividade da bomba Na+,K+-ATPase. Os efeitos da monensina (ionóforo de Na+) e bumetanide (inibidor do transportador de Na+/K+/2Cl-) foram também testados. O aumento da concentração de potássio extracelular aumentou a oxidação de glicose, frutose, e manose a CO2 em córtex cerebral de ratos adultos, contudo, este fenômeno não foi observado em ratos jovens. A oxidação de lactato aumentou com o aumento da concentração de potássio extracelular em ambos ratos jovens e adultos. Não houve diferença na oxidação de glicose e sobre a captação de deoxiglicose na presença de ouabaína. Monensina aumentou a captação de deoxiglicose em 2 minutos de incubação. Contudo, esta captação diminuiu em períodos de incubação de 1 hora e 10 minutos. Além disso, não houve efeito do bumetanide sobre o aumento causado pela alta concentração de potássio extracelular na oxidação de glicose.

Glicemia neonatal : comparação dos resultados da determinação da glicemia em recém-nascidos através de amostra sérica venosa e amostra de sangue capilar

Para a realização deste estudo, partiu-se da definição que hipoglicemia corresponde a uma taxa de glicose menor ou igual a 40mg/dl e hiperglicemia a uma concentração sangüínea de glicose maior que 120mg/dl. Foi realizado um estudo transversal, selecionando RNs com patologias potencialmente modificadoras da concentração de glicose e que deveriam ter suas glicemias monitorizadas e RNs com quadros clínicos os mais variados indicando a necessidade de coleta de sangue para sua assistência. A amostra de escolha para as dosagens de glicose é a venosa, porém há uma série de inconvenientes para se realizar essa determinação, uma vez que há necessidade de punção venosa, o que exige habilidade na execução devido ao diâmetro dos vasos e da própria fragilidade dos RNs, principalmente os prematuros, os quais constituem o grupo de maior risco para hipoglicemia. Outro problema que se observa é a demora em se obter os resultados, devido à estrutura da maioria dos nossos hospitais. Como existe no mercado um aparelho manual eletrônico que utiliza tiras-teste eletroquímicas capaz de dosar a glicemia capilar em 20 segundos, elaborou-se este estudo 19 trabalho para verificar se as determinações da glicemia em sangue capilar coincidiam com a realizada em sangue venoso (padrão-ouro), contribuindo assim para que o diagnóstico e o tratamento possam ser efetivados o mais precocemente possível. Foram estudados 177 exames, encontrando-se o seguinte: como desempenho do teste Precision Plus®, usando o ponto de corte tradicional para hipoglicemia (≤40) e (n=28), sensibilidade de 90,3 (IC 95%: 73,1 a 97,5) e especificidade de 88,4 (IC 95%: 81,7 a 92,9); como desempenho do teste Precision Plus®, usando o ponto de corte tradicional para hiperglicemia (≥120) e (n=17), sensibilidade 77,3 (IC 95%: 54,2 a 91,3) e especificidade 93,5 (IC 95%:88,1 a 96,7). Modificando o corte tradicional para taxas de 50 mg/dl e 100 mg/dl, respectivamente, hipo e hiperglicemia encontrou-se como desempenho do teste Precision Plus® para hipoglicemia (≤ 50), sensibilidade de 96,8 e especificidade de 82,9; como desempenho do teste Precision Plus® para hiperglicemia (≥100), sensibilidade de 95,5 e especificidade de 87,7. O desempenho do aparelho Precision Plus® no teste é adequado para realizar rastreamento de alterações glicêmicas nas populações de risco em UTIs, apesar das oscilações. Este método não deverá ser o indicado para tomadas de condutas terapêuticas. O método bioquímico deverá ser sempre utilizado para a confirmação da glicemia quando esta for realizada por métodos mais simples.

Modificações das emissões otoacústicas por produtos de distorção durante a hiperinsulinemia provocada aguda em modelo animal

Introdução: A existência de uma nítida relação entre níveis insulinêmicos anormais e a ocorrência de distúrbios labirínticos tem sido demonstrada em vários trabalhos. Entre as alterações metabólicas, estudos apontam a hiperinsulinemia como sendo uma das causas mais freqüentes de síndromes cocleovestibulares. Objetivo: Neste trabalho, foram monitorizados os limiares das emissões otoacústicas por produtos de distorção durante a hiperinsulinemia provocada aguda em modelo animal, com o objetivo de verificar a existência de alterações eletrofisiológicas nas células ciliadas externas cocleares. Materiais e método: Foram estudadas sete ovelhas no grupo controle e sete ovelhas no grupo estudo, dosando-se os níveis de insulina e glicose simultaneamente ao registro das emissões otoacústicas por produtos de distorção de 10 em 10 minutos até o tempo de 90 minutos. O grupo controle recebeu soro fisiológico, e o grupo estudo, injeção em bolo de 0,1 U/kg de peso de insulina humana regular. Os resultados foram submetidos à avaliação estatística. Resultados: O método empregado foi apropriado para promover a hipoglicemia e a hiperinsulinemia desejadas, não havendo modificações nos limiares dos produtos de distorção no grupo controle durante o tempo total do experimento. O grupo estudo apresentou uma diminuição nos limiares dos produtos de distorção em relação ao grupo controle, bem mais nítida nas freqüências acima de 1.500 Hz e após o tempo de 60 minutos (P < 0,001). Conclusão: O estudo das emissões otoacústicas durante a hiperinsulinemia provocada aguda em ovelhas determinou uma significativa modificação eletrofisiológica nas células ciliadas externas da cóclea, verificada pela variação nos limiares dos produtos de distorção nas altas freqüências após o tempo de 60 minutos.

Efeitos de diferentes modelos de desnutrição sobre parâmetros bioquímicos hepáticos, plasmáticos e cerebrais de ratos de 21 dias

A desnutrição protéica provoca efeitos deletérios sobre o metabolismo, principalmente quando imposta em períodos de crescimento e desenvolvimento corporal, em decorrência de alterações bioquímicas e hormonais. Muitos estudos, utilizando modelos de desnutrição materna, sugerem uma série de adaptações bioquímicas nos filhotes, cujas repercussões na vida adulta podem tornar-se importantes fatores de risco para doenças como Diabetes mellitus tipo ll, hipertensão e doença coronariana. Neste trabalho investigamos os efeitos da desnutrição protéica imposta nos períodos pré-gestacional - gestacional - lactacional, bem como nos períodos gestacional e lactacional sobre alguns parâmetros do metabolismo hepático, cerebelar e perfil lipídico plasmático de ratos Wistar de 21 dias de idade. Os animais desnutridos (dieta: 7% de caseína) foram divididos em três grupos: a) pré-gestacional, gestacional e lactacional (grupo denominado “PGGL”); b) gestacional e lactacional em cuja dieta foi adicionada metionina (denominado “GL(+)M”); c) gestacional e lactacional sem adição de metionina à dieta (denominado ”GL(-)M”) e d) grupo controle (dieta: 25 % caseína). Os pesos corporais dos filhotes foram verificados no 1º, 7º, 14º e 21º dias após o nascimento e o peso do fígado, cérebro e cerebelo apenas no 21º dia de vida pós-natal. Observamos que os ratos desnutridos apresentaram menor peso corporal após o primeiro dia do nascimento. Aos 21 dias os ratos do grupo PGGL e do grupo GL(+)M não apresentaram diferença de peso entre si, contudo apresentaram peso inferior ao do grupo controle. O grupo GL(-)M apresentou uma diminuição ponderal em todos os parâmetros avaliados. Hipoglicemia e hipoalbuminemia foram observadas em todos os grupos de ratos desnutridos. A concentração de DNA cerebelar de ratos do grupo GL(-)M foi superior à observada em todos os outros grupos; no entanto, nestes animais a concentração cerebelar de proteínas foi inferior aos demais grupos experimentais. No fígado, a concentração de DNA dos grupos PGGL e GL(+)M não diferiu do controle, enquanto o grupo GL(-)M apresentou os menores valores A concentração de proteínas hepáticas no grupo controle e no grupo GL(+)M foi semelhante, porém superior à observada nos grupos PGGL e GL(-)M. A concentração hepática de glicogênio foi superior nos ratos do grupo PGGL, sendo que nos dois outros grupos de animais desnutridos foi inferior ao controle, porém não se observou diferença entre eles. Todos os grupos desnutridos apresentaram maior concentração hepática de colesterol, sendo o maior valor encontrado no grupo GL(+)M. Os grupos PGGL e GL(+)M apresentaram os maiores valores de triglicerídeos hepáticos e o grupo GL(-)M, o menor valor. No plasma, a maior concentração de colesterol, HDL-c e LDL-c foi observada no grupo PGGL, enquanto que a concentração de triglicerídeos do grupo GL(-)M foi superior aos dois outros grupos de animais desnutridos e não diferiu do controle. Os resultados obtidos sugerem que os animais expostos à desnutrição protéica nos períodos de desenvolvimento podem, na vida adulta, apresentar fatores de risco para várias doenças crônico-degenerativas relacionadas com a Síndrome Metabólica.

Efeitos in vitro de metabólitos acumulados na deficiência da acil-CoA desidrogenase de cadeia média (MCAD) sobre parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens

A deficiência da desidrogenase de acilas de cadeia média (MCAD) é o mais freqüente erro inato da oxidação de ácidos graxos. Os indivíduos afetados por esse distúrbio apresentam-se sintomáticos durante períodos de descompensação metabólica, caracterizado pelo acúmulo de ácidos graxos de cadeia média (AGCM), particularmente os ácidos octanóico (AO), decanóico (AD) e cis-4-decenóico (AcD). Durante as crises, os pacientes apresentam hipoglicemia hipocetótica, hipotonia, rabdomiólise, edema cerebral e, finalmente, entram em coma, podendo ter um desenlace fatal. O tratamento de urgência é baseado na infusão de glicose nos pacientes durante as crises, enquanto uma dieta rica em carboidratos e pobre em gorduras é recomendada nos períodos fora das crises. Uma parte considerável dos pacientes que sobrevivem às crises apresenta um grau variável de manifestações neurológicas. Entretanto, os mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos da deficiência de MCAD são praticamente desconhecidos. No presente estudo avaliamos a influência dos principais metabólitos acumulados na deficiência de MCAD, os ácidos AO, AD e AcD, e , em alguns casos, também de seus derivados de carnitina e glicina, sobre as atividades de enzimas importantes do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos Wistar de 30 dias de vida. AO, AD, AcD e octanoilcarnitina inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase, com ênfase ao AcD, o inibidor mais potente da atividade da enzima. Além disso, verificamos que a co-incubação do AO com glutationa (GSH) ou trolox (vitamina E solúvel) evitou seu efeito inibitório sobre a atividade da enzima. A inibição da enzima pelo AcD foi também prevenida quando o mesmo foi co-incubado com as enzimas catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) juntas, mas não com GSH. Além disso, AO, AD e AcD aumentaram a lipoperoxidação em homogeneizados de córtex cerebral de ratos, medidos por quimioluminescência e TBA-RS. Tais resultados sugerem que esses metabólitos inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase via radicais livres. Observamos ainda que somente AD e AcD inibiram atividades dos complexos da cadeia respiratória, ao contrário do AO que não teve qualquer ação sobre essas atividades. Enquanto o AD diminuiu somente a atividade do complexo IV a uma concentração muito alta (3 mM), o AcD diminuiu as atividades dos complexos II, II-III e IV dentro da faixa de concentrações encontrada na deficiência de MCAD (0,25-0,5 mM). Além disso, AO, AD e AcD inibiram a produção de CO2 a aprtir de glicose e acetato radiativos como substratos, indicando uma inibição do ciclo de Krebs. No entanto, somente AD e AcD reduziram a produção de CO2 a partir de citrato, enquanto AO não alterou a mesma. Além disso, nenhum dos três metabólitos testados alterou a atividade da citrato sintase. Demonstramos ainda que o AcD reduziu as atividades da creatinaquinase mitocondrial e citosólica, mas em uma concentração muito alta não encontrada na deficiência de MCAD. Este efeito não 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 enzimáticas testadas neste trabalho, indicando que deve ser o metabólito de maior toxicidade nesta doença, ao menos no que se refere ao comprometimento do metabolismo energético. Espera-se que nossos resultados possam contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos envolvidos na deficiência de MCAD.