Erythrocytes may contain a ouabain-insensitive K+-ATPase which plays a role in internal K+ balance

Erythrocytes are useful in evaluating K+ transport pathways involved in internal K+ balance. Several forms of H+,K+-ATPase have been described in nephron segments active in K+ transport. Furthermore, the activity of a ouabain-insensitive isoform of H+,K+-ATPase expressed in collecting duct cells may be modulated by acid-base status. Various assays were performed to determine if a ouabain-insensitive K+-ATPase is present in rat erythrocytes and, if so, whether it plays a role in internal K+ balance. Kinetic studies demonstrated that maximal stimulation of enzyme activity was achieved with 2.5 mM K+ at pH 7.4. Subsequent experiments were performed on erythrocyte membranes collected from animals submitted to varying degrees of K+ homeostasis: control rats, K+-depleted rats, K+-loaded rats, and rats rendered hyperkalemic due to acute renal failure. As observed in the collecting duct cell studies, there was a significant decrease in the activity of ouabain-insensitive K+-ATPase in the erythrocytes of both K+-loaded and metabolically alkalotic K+-depleted rats. However, this enzyme activity in erythrocyte membranes of rats with metabolic acidosis-related hyperkalemia was similar to that of control animals. This finding may be interpreted as resulting from two potentially modulating factors: the stimulating effect that metabolic acidosis has on K+-ATPase and the counteracting effect that hyperkalemia and uremia have on metabolic acidosis. In summary, we present evidence of a ouabain-insensitive K+-ATPase in erythrocytes, whose activity is modulated by acid-base status and K+ levels.

Ventricular performance and Na+-K+ ATPase activity are reduced early and late after myocardial infarction in rats

Myocardial infarction leads to compensatory ventricular remodeling. Disturbances in myocardial contractility depend on the active transport of Ca2+ and Na+, which are regulated by Na+-K+ ATPase. Inappropriate regulation of Na+-K+ ATPase activity leads to excessive loss of K+ and gain of Na+ by the cell. We determined the participation of Na+-K+ ATPase in ventricular performance early and late after myocardial infarction. Wistar rats (8-10 per group) underwent left coronary artery ligation (infarcted, Inf) or sham-operation (Sham). Ventricular performance was measured at 3 and 30 days after surgery using the Langendorff technique. Left ventricular systolic pressure was obtained under different ventricular diastolic pressures and increased extracellular Ca2+ concentrations (Ca2+e) and after low and high ouabain concentrations. The baseline coronary perfusion pressure increased 3 days after myocardial infarction and normalized by 30 days (Sham 3 = 88 ± 6; Inf 3 = 130 ± 9; Inf 30 = 92 ± 7 mmHg; P < 0.05). The inotropic response to Ca2+e and ouabain was reduced at 3 and 30 days after myocardial infarction (Ca2+ = 1.25 mM; Sham 3 = 70 ± 3; Inf 3 = 45 ± 2; Inf 30 = 29 ± 3 mmHg; P < 0.05), while the Frank-Starling mechanism was preserved. At 3 and 30 days after myocardial infarction, ventricular Na+-K+ ATPase activity and contractility were reduced. This Na+-K+ ATPase hypoactivity may modify the Na+, K+ and Ca2+ transport across the sarcolemma resulting in ventricular dysfunction.

A key role for Na+/K+-ATPase in the endothelium-dependent oscillatory activity of mouse small mesenteric arteries

Oscillatory contractile activity is an inherent property of blood vessels. Various cellular mechanisms have been proposed to contribute to oscillatory activity. Mouse small mesenteric arteries display a unique low frequency contractile oscillatory activity (1 cycle every 10-12 min) upon phenylephrine stimulation. Our objective was to identify mechanisms involved in this peculiar oscillatory activity. First-order mesenteric arteries were mounted in tissue baths for isometric force measurement. The oscillatory activity was observed only in vessels with endothelium, but it was not blocked by L-NAME (100 µM) or indomethacin (10 µM), ruling out the participation of nitric oxide and prostacyclin, respectively, in this phenomenon. Oscillatory activity was not observed in vessels contracted with K+ (90 mM) or after stimulation with phenylephrine plus 10 mM K+. Ouabain (1 to 10 µM, an Na+/K+-ATPase inhibitor), but not K+ channel antagonists [tetraethylammonium (100 µM, a nonselective K+ channel blocker), Tram-34 (10 µM, blocker of intermediate conductance K+ channels) or UCL-1684 (0.1 µM, a small conductance K+ channel blocker)], inhibited the oscillatory activity. The contractile activity was also abolished when experiments were performed at 20°C or in K+-free medium. Taken together, these results demonstrate that Na+/K+-ATPase is a potential source of these oscillations. The presence of α-1 and α-2 Na+/K+-ATPase isoforms was confirmed in murine mesenteric arteries by Western blot. Chronic infusion of mice with ouabain did not abolish oscillatory contraction, but up-regulated vascular Na+/K+-ATPase expression and increased blood pressure. Together, these observations suggest that the Na+/K+ pump plays a major role in the oscillatory activity of murine small mesenteric arteries.

Histological and functional renal alterations caused by Bothrops alternatus snake venom: Expression and activity of Na(+)/K(+)-ATPase

Background: Acute renal failure is a serious complication of human envenoming by Bothrops snakes. The ion pump Na(+)/K(+)-ATPase has an important role in renal tubule function, where it modulates sodium reabsorption and homeostasis of the extracellular compartment. Here, we investigated the morphological and functional renal alterations and changes in Na(+)/K(+)-ATPase expression and activity in rats injected with Bothrops alternatus snake venom. Methods: Male Wistar rats were injected with venom (0.8 mg/kg, iv.) and renal function was assessed 6.24, 48 and 72 h and 7 days post-venom. The rats were then killed and renal Na(+)/K(+)-ATPase activity was assayed based on phosphate release from ATP; gene and protein expressions were assessed by real time PCR and immunofluorescence microscopy, respectively. Results: Venom caused lobulation of the capillary tufts, dilation of Bowman`s capsular space. F-actin disruption in Bowman`s capsule and renal tubule brush border, and deposition of collagen around glomeruli and proximal tubules that persisted seven days after envenoming. Enhanced sodium and potassium excretion, reduced proximal sodium reabsorption, and proteinuria were observed 6 h post-venom, followed by a transient decrease in the glomerular filtration rate. Gene and protein expressions of the Na(+)/K(+)-ATPase alpha(1) subunit were increased 6 h post-venom, whereas Na(+)/K(+)-ATPase activity increased 6 h and 24 h post-venom. Conclusions: Bothrops alternatus venom caused marked morphological and functional renal alterations with enhanced Na(+)/K(+)-ATPase expression and activity in the early phase of renal damage. General significance: Enhanced Na(+)/K(+)-ATPase activity in the early hours after envenoming may attenuate the renal dysfunction associated with venom-induced damage. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Age-related changes in cerebellar phosphatase-1 reduce Na,K-ATPase activity

We evaluated whether changes in protein content and activity of PP-1 and PP-2A were the mechanism underneath the basal age-related reduction in alpha(2/3)-Na,K-ATPase activity in rats cerebella and whether this occurred through the cyclic GMP-PKG pathway. PP1 activity, but not its expression, increased with age, whereas PP-2 was not changed. The activity Of ot2/3-Na,K-ATPase varied with age. and there was a negative association between the PP-1 and alpha(2/3)-Na,K-ATPase activities. In young rats, the inhibition of PP-1 and PP-2A by okadaic acid (OA) increased in a dose-dependent manner alpha(1)- and alpha(2/3)-Na,K-ATPase, but had no effect on Mg-ATPase activity. A direct stimulation of PKG with 8-Br-cyclic GMP did not surmount the effect of OA. This analogue of cyclic GMP inhibited PP-1 activity only, indicating that at least part of the increase in alpha(1)- and alpha(2/3)-Na,K-ATPase activity induced by OA was mediated by the cyclic GMP-PKG-PP-1 cascade. Taking into account that PP1 inhibition increased alpha(2/3)-Na,K-ATPase activity, we propose that an age-related increase in PP-1 activity due to a decrease in cyclic GMP-PKG modulation plays a role for the age-related reduction of alpha(2/3)-Na,K-ATPase activity in rat cerebellum. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Time-dependent increases in ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity in aortas from diabetic rats: The role of prostanoids and protein kinase C

Aims: Na(+), K(+)-ATPase activity contributes to the regulation of vascular contractility and it has been suggested that vascular Na(+), K(+)-ATPase activity may be altered during the progression of diabetes; however the mechanisms involved in the altered Na(+), K(+)-ATPase activity changes remain unclear. Thus, the aim of the present study was to evaluate ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity and the mechanism(s) responsible for any alterations on this activity in aortas from 1- and 4-week streptozotocin-pretreated (50 mg kg(-1), i.v.) rats. Main methods: Aortic rings were used to evaluate the relaxation induced by KCl (1-10 mM) in the presence and absence of ouabain (0.1 mmol/L) as an index of ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity. Protein expression of COX-2 and p-PKC-beta II in aortas were also investigated. Key findings: Ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity was unaltered following 1-week of streptozotocin administration, but was increased in the 4-week diabetic aorta (27%). Endothelium removal or nitric oxide synthase inhibition with L-NAME decreased ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity only in control aortas. In denuded aortic rings, indomethacin. NS-398, ridogrel or Go-6976 normalized ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity in 4-week diabetic rats. In addition, COX-2 (51%) and p-PKC-beta II (59%) protein expression were increased in 4-week diabetic aortas compared to controls. Significance: In conclusion, diabetes led to a time-dependent increase in ouabain-sensitive Na(+), K(+)-ATPase activity. The main mechanism involved in this activation is the release of TxA(2)/PGH(2) by COX-2 in smooth muscle cells, linked to activation of the PKC pathway. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Intralamellar structural modifications related to the proton exchanging in K(4)Nb(6)O(17) layered phase

Basic structural aspects about the layered hexaniobate of K(4)Nb(6)O(17) composition and its proton-exchanged form were investigated mainly by spectroscopic techniques. Raman spectra of hydrous K(4)Nb(6)O(17) and H(2)K(2)Nb(6)O(17)center dot H(2)O show significant modifications in the 950-800 cm(-1) region (Nb-O stretching mode of highly distorted NbO(6) octahedra). The band at 900 cm(-1) shifts to 940 cm(-1) after the replacement of K(+) ion by proton. Raman spectra of the original materials and the related deuterated samples are similar suggesting that no isotopic effect occurs. Major modifications were observed when H(2)K(2)Nb(6)O(17) was dehydrated: the relative intensity of the band at 940 cm(-1) decreases and new bands seems to be present at about 860-890 cm(-1). The H(+) ions should be shielded by the hydration sphere what preclude the interaction with the layers. Removing the water molecules, H(+) ions can establish a strong interaction with oxygen atoms, decreasing the bond order of Nb-O linkage. X-ray absorption near edge structure studies performed at Nb K-edge indicate that the niobium coordination number and oxidation state remain identical after the replacement of potassium by proton. From the refinement of the fine structure, it appears that the Nb-Nb coordination shell is divided into two main contributions of about 0.33 and 0.39 nm, and interestingly the population, i.e., the number of backscattering atoms is inversed between the two hexaniobate materials. 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Efeito in vivo e in vitro da prolina sobre a atividade da Na+, K+-ATPase de cérebro de ratos

A hiperprolinemia tipo II é um erro inato do metabolismo de aminoácido causado pela deficiência na atividade da Ä1 pirrolino-5-carboxilato desidrogenase. O bloqueio dessa reação resulta no acúmulo tecidual de prolina. A doença caracteriza-se fundamentalmente por epilepsia, convulsões e um grau variável de retardo mental, cuja etiopatogenia ainda é desconhecida. No tecido nervoso, a Na+, K+ - ATPase controla o ambiente iônico relacionado com a atividade neuronal, regulando o volume celular, o fluxo de íons e o transporte de moléculas ligadas ao transporte de Na+, tais como, aminoácidos, neurotransmissores e glicose. Evidências na literatura mostram que recém nascidos humanos com baixos níveis de Na+, K+ -ATPase cerebral apresentam epilepsia e degeneração espongiforme. Alterações na atividade desta enzima têm sido associadas a várias doenças que afetam o sistema nervoso central, como isquemia cerebral e doença de Parkinson. Considerando que a inibição da Na+, K+ - ATPase por ouabaína tem sido associada com liberação de neurotransmissores, incluindo glutamato, em uma variedade de preparações neuronais, e que alguns autores sugerem que o efeito da prolina sobre a sinapse glutamatérgica possa ser, pelo menos em parte, responsável pelos sintomas neurológicos encontrados nos pacientes com hiperprolinemia, no presente trabalho verificamos efeitos dos modelos experimentais agudo e crônico de hiperprolinemia tipo II sobre a atividade da Na+, K+ - ATPase de membrana plasmática sináptica de córtex cerebral e hipocampo de ratos. No modelo crônico, a prolina foi administrada a ratos Wistar duas vezes ao dia do 6o ao 28o dia de vida, enquanto que no modelo agudo os animais, com 15 dias de vida, receberam uma única injeção de prolina e foram sacrificados 1hora após a administração da droga. Os animais tratados crônicamente com prolina não apresentaram alterações significativas no peso corporal, do encéfalo, do hipocampo e do córtex cerebral, bem como nas quantidades de proteínas do homogenizado cerebral e da membrana plasmática sináptica de córtex cerebral e hipocampo. Nossos resultados mostraram uma diminuição significativa na atividade da Na+, K+ - ATPase de membrana plasmática sináptica de cérebro de animais tratados aguda e crônicamente com prolina. Foram também testados os efeitos in vitro da prolina e do glutamato sobre a atividade da Na+, K+- ATPase. Os resultados mostraram que os dois aminoácidos, nas concentrações de 1,0 e 2,0 mM, inibiram significativamente a atividade da enzima. O estudo da interação cinética entre prolina e glutamato, sugere a existência de um sítio único de ligação na Na+, K+ - ATPase para os dois aminoácidos. É possível que a inibição na atividade da Na+, K+- ATPase possa estar envolvida nos mecanismos pelos quais a prolina é neurotóxica. Acreditamos que nossos resultados possam contribuir, pelo menos em parte, na compreensão da disfunção neurológica encontrada em pacientes com hiperprolinemia tipo II.

Efeito da insulina sobre a atividade da enzima Na+-K+ ATPase branquial, a síntese de proteínas e captação de aminoácidos no hepatopâncreas, músculo e brânquias de Chasmagnathus granulata (Dana, 1851)

Resumo não disponível

Efeito in vitro do guanidino acetato sobre as atividades da Na+, K+-ATPase e da acetilcolinesterase em cérebro de ratos jovens

A deficiência de guanidino acetato metiltransferase (GAMT) é um erro inato do metabolismo da creatina caracterizado por hipotonia muscular, movimentos extrapiramidais involuntários e epilepsia. A doença é bioquimicamente caracterizada por acúmulo de guanidino acetato e deficiência de creatina e fosfocreatina nos tecidos dos pacientes afetados. Os mecanismos de disfunção neurológica que ocorrem nessa doença ainda são desconhecidos. A Na+,K+-ATPase desempenha um papel fundamental no sistema nervoso central (SNC), sendo responsável pela manutenção dos gradientes iônicos e pela propagação do impulso nervoso, consumindo cerca de 50% do ATP formado no cérebro. A acetilcolinesterase (AChE) é uma importante enzima regulatória que controla a transmissão de impulsos nervosos através de sinapses colinérgicas pela hidrólise da acetilcolina, e apresenta um papel fundamental na cognição. Com o propósito de ampliar o conhecimento sobre os mecanismos fisiopatológicos da deficiência de GAMT, esse trabalho teve como objetivo investigar o efeito do guanidino acetato, o principal metabólito acumulado na deficiência de GAMT, sobre as atividades das enzimas Na+,K+-ATPase, Mg2+-ATPase e AChE em estriado de ratos. A cinética de inibição da Na+,K+-ATPase causada pelo guanidino acetato também foi estudada. Além disso, investigamos o efeito in vitro do guanidino acetato sobre as atividades da Na+,K+-ATPase, Mg2+-ATPase e da AChE de hipocampo de ratos. Nossos resultados mostraram que o guanidino acetato não altera as atividades da AChE e Mg2+-ATPase. No entanto, a atividade da Na+,K+-ATPase foi inibida por esse composto guanidínico (CG), e a análise cinética mostrou uma inibição do tipo acompetitiva. Também foi demonstrada uma interação entre o guanidino acetato e o ácido arginínico, sugerindo um sítio comum de ligação entre esses dois compostos na Na+,K+-ATPase. Os resultados mostraram que, o guanidino acetato inibiu a atividade da Na+,K+-ATPase in vitro mas não alterou as atividades da Mg2+-ATPase e da AChE. Considerando que o guanidino acetato e outros compostos guanidínicos (CG) induzem a formação de espécies reativas de oxigênio e que a Na+,K+-ATPase e a AChE são inibidas por radicais livres, estudamos o efeito da pré-incubação de homogeneizado de hipocampo de ratos na presença de guanidino acetato sobre a atividade dessas enzimas. Além disso, o efeito da pré-incubação de homogeneizado de ratos com guanidino acetato foi investigado na presença e ausência de antioxidantes, tais como glutationa (GSH), trolox, taurina e L-NAME. A pré-incubação de homogeneizado de hipocampos na presença de guanidino acetato inibiu a atividade da Na+,K+-ATPase, mas não alterou a atividade da Mg2+-ATPase. No entanto, L-NAME e taurina foram capazes de prevenir tal efeito. Dessa forma, propõem-se que a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase pelo guanidino acetato seja um dos mecanismos envolvidos na disfunção neuronal observada em pacientes com deficiência de GAMT.

Efeito in vitro das substâncias acumuladas na doença de Lesch-Nyhan sobre a atividade da Na+,K+-ATPase em estriado de ratos

A doença de Lesch-Nyhan é um erro inato do metabolismo das purinas caracterizado pela deficiência na enzima hipoxantina- guanina fosforibosiltransferase. O bloqueio dessa reação resulta no acúmulo tecidual de hipoxantina, xantina e ácido úrico. A doença caracteriza-se por hiperuricemia, variado grau de retardo mental e motor, espasticidade e auto-mutilação. No sistema nervoso central, a Na+, K+ - ATPase é responsável pela manutenção da homeostase dos íons Na+ e K+, regulando o volume celular, a excitabilidade neuronal, o transporte de neurotransmissores e outras moléculas. Evidências na literatura demonstram que a redução na atividade da Na+, K+ - ATPase está relacionada com diversas doenças neurodegenerativas, tais como isquemia cerebral e doenças de Parkinson e de Alzheimer. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro da hipoxantina, xantina e ácido úrico sobre a atividade da Na+, K+- ATPase em membrana plasmática sináptica de estriado de ratos. Estudamos, também, a cinética de inibição causada pela hipoxantina e de interação entre hipoxantina, xantina e ácido úrico. Nossos resultados demonstram que hipoxantina, xantina e ácido úrico inibem significativamente a atividade da Na+, K+- ATPase. O estudo dos mecanismos de inibição da atividade enzimática causados pela hipoxantina demonstrou um efeito inibitório não competitivo com o substrato ATP. Além disso, o estudo de interação cinética entre hipoxantina, xantina e ácido úrico sugere que esses compostos atuem em um mesmo sítio de ligação na enzima. Verificamos, também, o efeito da preincubação de homogeneizado de estriado de ratos na presença de hipoxantina (10 µM) sobre a atividade da Na+, K+- ATPase de membrana plasmática sináptica com a adição ou não de antioxidantes (glutationa e trolox), bem como alguns parâmetros de estresse oxidativo denominados TBARS (medida de lipoperoxidação) e TRAP (capacidade antioxidante tecidual não-enzimática) no intuito de verificar a participação do estresse oxidativo nos mecanismos de inibição enzimática provocados pela hipoxantina. Os resultados monstraram que a hipoxantina inibe significativamente a atividade da Na+, K+- ATPase. Adicionalmente, nossos resultados demonstraram que glutationa, mas não o trolox, na concentração de 1 mM, foi capaz de prevenir a inibição enzimática causada pela hipoxantina. Nossos resultados também mostraram que a hipoxantina, na mesma concentração, aumentou TBARS e diminuiu TRAP que essa substância induz o estresse oxidativo. É possível que a inibição na atividade da Na+, K+- ATPase possa estar envolvida nos mecanismos pelos quais as oxipurinas são neurotóxicas. Acreditamos que nossos resultados possam contribuir, pelo menos em parte, na compreensão da disfunção neurológica encontrada em pacientes portadores da doença de Lesch-Nyhan.

Efeito do ácido fólico sobre as alterações nas atividades da Na+,K+-ATPase e da butirilcolinesterase e sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo causadas pela homocisteína em ratos

A homocistinúria é um erro inato do metabolismo caracterizado, bioquimicamente, pela deficiência da enzima cistationina-β-sintase, resultando no acúmulo tecidual de homocisteína. Os pacientes afetados apresentam sintomas neurológicos e vasculares característicos, como retardo mental e arteriosclerose, cuja fisiopatologia é desconhecida. No presente trabalho, avaliamos os efeitos in vitro e in vivo da homocisteína sobre alguns parâmetros bioquímicos. Primeiramente, observamos o efeito in vitro da exposição de homogeneizados de córtex parietal de ratos ao ácido fólico, avaliando a inibição causada pela homocisteína sobre a atividade da Na+,K+-ATPase de membranas plasmáticas. Nos estudos in vivo, investigamos o efeito do pré-tratamento com ácido fólico sobre a inibição das enzimas Na+,K+-ATPase e butirilcolinesterase em córtex parietal e em soro de ratos submetidos à hiperhomocisteinemia aguda, respectivamente. Considerando que a Na+,K+-ATPase é suscetível ao ataque de radicais livres, nós determinamos o efeito da hiperhomocisteinemia aguda sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo, como a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico e o conteúdo total de grupos tióis em córtex parietal de ratos. Finalmente, investigamos o efeito do ácido fólico sobre a redução da atividade da Na+,K+-ATPase em córtex parietal e sobre o aumento do índice de dano ao DNA em sangue total de ratos submetidos à hiperhomocisteinemia crônica. Nossos resultados mostraram que a homocisteína in vitro reduz, significativamente, a atividade da Na+,K+-ATPase e que o ácido fólico previne esse efeito. Estudos cinéticos com o substrato ATP revelaram que a homocisteína inibe de forma não-competitiva a enzima Na+,K+-ATPase. Os estudos in vivo confirmaram que a hiperhomocisteinemia aguda diminui as atividades das enzimas Na+,K+-ATPase e butirilcolinesterase e que o pré-tratamento com ácido fólico também previne os efeitos causados pela homocisteína. Por outro lado, a hiperhomocisteinemia aguda não alterou os parâmetros de estresse oxidativo analisados. A hiperhomocisteinemia crônica inibiu a Na+,K+-ATPase em córtex parietal e aumentou o índice de dano ao DNA em sangue total de ratos e, novamente, o tratamento com ácido fólico previne tais efeitos. Esses resultados, em conjunto, revelam os efeitos da homocisteína sobre alguns parâmetros bioquímicos e colaboram com o entendimento da fisiopatologia da homocistinúria. Além disso, os resultados sugerem que o ácido fólico, já utilizado por alguns pacientes homocistinúricos, poderá ser uma importante ferramenta terapêutica utilizada na prevenção dos efeitos neurológicos e vasculares da homocisteína.

Efeito da homocisteína sobre as atividades da butirilcolinesterase e da Na+, K+-ATPase em sangue de ratos

A homocistinúria é uma desordem metabólica causada pela deficiência da enzima cistationina β-sintase, resultando no acúmulo tecidual de homocisteína e de metionina. Os pacientes afetados por essa doença apresentam principalmente retardo mental, isquemia cerebral, convulsões e aterosclerose. Entretanto, os mecanismos fisiopatológicos responsáveis por essas manifestações são pouco conhecidos. O sistema colinérgico apresenta papel importante na função cognitiva do qual as colinesterases, acetilcolinesterase e butirilcolinesterase, são constituintes ubíquos. Similarmente à acetilcolinesterase, a butirilcolinesterase hidrolisa a acetilcolina e está presente no soro, coração, endotélio vascular e no sistema nervoso. Estudos têm mostrado que as colinesterases estão inibidas no córtex cerebral de pacientes com a doença de Alzheimer. Adicionalmente, há evidências na literatura mostrando que as colinesterases são inibidas por radicais livres. A Na+,K+-ATPase é uma enzima fundamental responsável pela manutenção do gradiente iônico necessário para a excitabilidade neuronal e consome de 40 a 60% do ATP formado no cérebro. Recentes estudos têm demonstrado que essa enzima é inibida por radicais livres e também que sua atividade está diminuída na isquemia cerebral, epilepsia e em doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer. Além disso, nosso grupo demonstrou que a homocisteína inibe a atividade da Na+,K+-ATPase cerebral. Considerando que: a) pouco se sabe sobre os mecanismos responsáveis pelas manifestações neurológicas que ocorrem na homocistinúria, b) a administração de homocisteína prejudica a memória, c) as colinesterases são importantes para as funções cognitivas, d) a atividade da Na+,K+-ATPase está diminuída na isquemia cerebral, e) a homocisteína inibe a atividade dessa enzima in vitro e f) as atividades da butirilcolinesterase e da Na+,K+-ATPase em tecidos periféricos podem ser consideradas marcadores de alterações que ocorram no sistema nervoso central, no presente estudo determinamos o efeito in vitro da homocisteína sobre as atividades da butirilcolinesterase e da Na+,K+-ATPase em soro e plaquetas de ratos, respectivamente. Também determinamos o efeito da administração aguda e crônica de homocisteína sobre a atividade da butirilcolinesterase sérica e a influência das vitaminas E e C sobre os efeitos inibitórios causados pela homocisteína. Os resultados mostraram que a homocisteína diminuiu significativamente a atividade da butirilcolinesterase em soro de ratos de 60 dias in vitro. A homocisteína inibiu essa enzima de forma competitiva com a acetilcolina como substrato. Também foi verificado que a homocisteína reduziu significativamente as atividades da butirilcolinesterase e da Na+,K+-ATPase em soro e plaquetas de ratos de 29 dias, respectivamente. Nossos resultados também mostraram que a administração aguda de homocisteína diminuiu significativamente a atividade da butirilcolinesterase em soro de ratos de 29 dias. Adicionalmente, verificou-se que o pré-tratamento com as vitaminas E e C não alterou per se a atividade da butirilcolinesterase, mas preveniu a redução da atividade dessa enzima causada pela administração aguda de homocisteína. Por fim, determinou-se que a administração crônica desse aminoácido diminuiu significativamente a atividade da butirilcolinesterase. Os resultados obtidos em nosso trabalho sugerem que a redução das atividades da butirilcolinesterase e da Na+,K+-ATPase pode estar associada à disfunção neurológica presente em pacientes homocistinúricos, uma vez que a determinação dessas enzimas em sistemas periféricos represente um marcador para a ação neurotóxica da homocisteína.

Kinetic Analysis of Gill (Na+,K+)-ATPase Activity in Selected Ontogenetic Stages of the Amazon River Shrimp, (Decapoda, Palaemonidae): Interactions at ATP- and Cation-Binding Sites

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Localization and irregular distribution of Na,K-ATPase in myelin sheath from rat sciatic nerve

Sodium, potassium adenosine triphosphatase (Na,K-ATPase) is a membrane-bound enzyme that maintains the Na+ and K+ gradients used in the nervous system for generation and transmission of bioelectricity. Recently, its activity has also been demonstrated during nerve regeneration. The present study was undertaken to investigate the ultrastructural localization and distribution of Na,K-ATPase in peripheral nerve fibers. Small blocks of the sciatic nerves of male Wistar rats weighing 250-300g were excised, divided into two groups, and incubated with and without substrate, the para-nitrophenyl phosphate (pNPP). The material was processed for transmission electron microscopy, and the ultra-thin sections were examined in a Philips CNI 100 (TM) electron microscope. The deposits of reaction product were localized mainly on the axolemma, on axoplasmic profiles, and irregularly dispersed on the myelin sheath, but not in the unmyelinated axons. In the axonal membrane, the precipitates were regularly distributed on the cytoplasmic side. These results together with published data warrant further studies for the diagnosis and treatment of neuropathies with compromised Na,K-ATPase activity. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.