Influence of residual cations (Na+, K+ and Mg2+) in the alkylation activity of benzene with 1-octene over rare earth metal ion exchanged FAU–Y zeolite

The effect of residual cations in rare earth metal modified faujasite–Y zeolite has been monitored using magic angle spinning NMR spectral analysis and catalytic activity studies. The second metal ions being used are Na+, K+ and Mg+. From a comparison of the spectra of different samples, it is concluded that potassium and magnesium exchange causes a greater downfield shift in the 29Si NMR peaks. Also, lanthanum exchanged samples show migration behavior from large cages to small cages, which causes the redistribution of second counter cations. It is also observed that Mg2+ causes the most effective migration of lanthanum ions due to its greater charge. The prepared systems were effectively employed for the alkylation of benzene with 1-octene in the vapor phase. From the deactivation studies it is observed that the as-exchanged zeolites possess better stability towards reaction condition over the pure HFAU zeolite.

Peroxynitrite mediates disruption of Ca2+ homeostasis by carbon monoxide via Ca2+ ATPase degradation

CO stimulates formation of NO and reactive oxygen species which, via peroxynitrite formation, inhibit Ca(2+) extrusion via PMCA, leading to disruption of Ca(2+) signaling. We propose this contributes to the neurological damage associated with CO toxicity.

Optimisation of recombinant production of active human cardiac SERCA2a ATPase

Methods for recombinant production of eukaryotic membrane proteins, yielding sufficient quantity and quality of protein for structural biology, remain a challenge. We describe here, expression and purification optimisation of the human SERCA2a cardiac isoform of Ca2+ translocating ATPase, using Saccharomyces cerevisiae as the heterologous expression system of choice. Two different expression vectors were utilised, allowing expression of C-terminal fusion proteins with a biotinylation domain or a GFP- His8 tag. Solubilised membrane fractions containing the protein of interest were purified onto Streptavidin-Sepharose, Ni-NTA or Talon resin, depending on the fusion tag present. Biotinylated protein was detected using specific antibody directed against SERCA2 and, advantageously, GFP-His8 fusion protein was easily traced during the purification steps using in-gel fluorescence. Importantly, talon resin affinity purification proved more specific than Ni-NTA resin for the GFP-His8 tagged protein, providing better separation of oligomers present, during size exclusion chromatography. The optimised method for expression and purification of human cardiac SERCA2a reported herein, yields purified protein (> 90%) that displays a calcium-dependent thapsigargin-sensitive activity and is suitable for further biophysical, structural and physiological studies. This work provides support for the use of Saccharomyces cerevisiae as a suitable expression system for recombinant production of multi-domain eukaryotic membrane proteins.

Genomic and nongenomic stimulatory effect of aldosterone on H(+)-ATPase in proximal S3 segments

Leite-Dellova DC, Malnic G, Mello-Aires M. Genomic and non-genomic stimulatory effect of aldosterone on H(+)-ATPase in proximal S3 segments. Am J Physiol Renal Physiol 300: F682-F691, 2011. First published December 29, 2010; doi:10.1152/ajprenal.00172.2010.-The genomic and nongenomic effects of aldosterone on the intracellular pH recovery rate (pHirr) via H(-)(+)ATPase and on cytosolic free calcium concentration ([Ca(2+)](i)) were investigated in isolated proximal S3 segments of rats during superfusion with an Na(+)-free solution, by using the fluorescent probes BCECF-AM and FLUO-4-AM, respectively. The pHirr, after cellular acidification with a NH(4)Cl pulse, was 0.064 +/- 0.003 pH units/min (n = 17/74) and was abolished with concanamycin. Aldosterone (10(-12), 10(-10),10(-8), or 10(-6) M with 1-h or 15- or 2-min preincubation) increased the pHirr. The baseline [Ca(2+)](i) was 103 +/- 2 nM (n = 58). After 1 min of aldosterone preincubation, there was a transient and dose-dependent increase in [Ca(2+)](i) and after 6-min preincubation there was a new increase in [Ca(2+)](i) that persisted after 1 h. Spironolactone [mineralocorticoid (MR) antagonist], actinomycin D, or cycloheximide did not affect the effects of aldosterone (15- or 2-min preincubation) on pHirr and on [Ca(2+)](i) but inhibited the effects of aldosterone (1-h preincubation) on these parameters. RU 486 [glucocorticoid (GR) antagonist] and dimethyl-BAPTA (Ca(2+) chelator) prevented the effect of aldosterone on both parameters. The data indicate a genomic (1 h, via MR) and a nongenomic action (15 or 2 min, probably via GR) on the H(+)-ATPase and on [Ca(2+)](i). The results are compatible with stimulation of the H(+)-ATPase by increases in [Ca(2+)](i) (at 10(-12)-10(-6) M aldosterone) and inhibition of the H(+)-ATPase by decreases in [Ca(2+)](i) (at 10(-12) or 10(-6) M aldosterone plus RU 486).

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.

Long-term regulation of vacuolar H(+)-ATPase by angiotensin II in proximal tubule cells

Long-term effects of angiotensin II (Ang II) on vacuolar H(+)-ATPase were studied in a SV40-transformed cell line derived from rat proximal tubules (IRPTC). Using pH(i) measurements with the fluorescent dye BCECF, the hormone increased Na(+)-independent pH recovery rate from an NH(4)Cl pulse from 0.066 +/- 0.014 pH U/min (n = 7) to 0.14 +/- 0.021 pH U/min (n = 13; p < 0.05) in 10 h Ang II (10(-9) M)-treated cells. The increased activity of H(+)-ATPase did not involve changes in mRNA or protein abundance of the B2 subunit but increased cell surface expression of the V-ATPase. Inhibition of tyrosine kinase by genistein blocked Ang II-dependent stimulation of H(+)-ATPase. Inhibition of phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) by wortmannin and of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) by SB 203580 also blocked this effect. Thus, long-term exposure of IRPTC cells to Ang II causes upregulation of H(+)-ATPase activity due, at least in part, to increased B2 cell surface expression. This regulatory pathway is dependent on mechanisms involving tyrosine kinase, p38 MAPK, and PI3K activation.

Role of CFTR and ClC-5 in Modulating Vacuolar H(+)-ATPase Activity in Kidney Proximal Tubule

Background/Aims: It has been widely accepted that chloride ions moving along chloride channels act to dissipate the electrical gradient established by the electrogenic transport of H(+) ions performed by H(+)-ATPase into subcellular vesicles. Largely known in intracellular compartments, this mechanism is also important at the plasma membrane of cells from various tissues, including kidney. The present work was performed to study the modulation of plasma membrane H(+)-ATPase by chloride channels, in particular, CFTR and ClC-5 in kidney proximal tubule. Methods and Results: Using in vivo stationary microperfusion, it was observed that ATPase-mediated HCO(3)(-) reabsorption was significantly reduced in the presence of the Cl(-) channels inhibitor NPPB. This effect was confirmed in vitro by measuring the cell pH recovery rates after a NH(4)Cl pulse in immortalized rat renal proximal tubule cells, IRPTC. In these cells, even after abolishing the membrane potential with valinomycin, ATPase activity was seen to be still dependent on Cl(-). siRNA-mediated CFTR channels and ClC-5 chloride-proton exchanger knockdown significantly reduced H(+)-ATPase activity and V-ATPase B2 subunit expression. Conclusion: These results indicate a role of chloride in modulating plasma membrane H(+)-ATPase activity in proximal tubule and suggest that both CFTR and ClC-5 modulate ATPase activity. Copyright (C) 2010 S. Karger AG, Basel

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.

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.

Metabolismo da glutationa e atividade ATPase de S-conjugados de glutationa no câncer

Pacientes terminais de câncer apresentam um quadro de caquexia que está associado ao estado de imunossupressão que acompanha esta patologia. Nestes pacientes é possível detectar aumento das taxas de prostaglandinas ciclopentenônicas plasmáticas, as quais são reconhecidamente antiproliferativas. Na presença de câncer ocorre a superprodução destas CP-PGs, que são rapidamente captadas pelas células, tanto do sistema imune quanto do próprio tumor. Porém, esta atividade antiproliferativa é mais significativa nas células do tecido imune, enquanto as células de tecido tumoral seguem seu crescimento, aparentemente sem sofrer os distúrbios de proliferação inferidos pelas CP-PGs. É sabido que estas CP-PGs de anel ciclopentano α,β-insaturado são eletrofílicas, o que permite sua conjugação com substâncias nucleofílicas, como a glutationa (GSH). A presença da ATPase MRP/bomba GS-X, responsável pela extrusão de conjugados de glutationa para o espaço extracelular seria uma explicação razoável para o fato das células tumorais serem resistentes à ação antiproliferativa das CP-PGs. Estas ponderações foram confirmadas, anteriormente, através de estudos in vitro, porém ainda não haviam sido determinadas in vivo. Neste estudo foi investigado o papel da MRP/bomba GS-X em animais normais e portadores do tumor de Walker 256. Verificou-se que os animais com tumor, ao longo de, aproximadamente, 21 dias perderam massa corporal, que se fez acompanhar por um quadro de caquexia. Observou-se que a capacidade de exportação de S-conjugados de GSH através da MRP/bomba GS-X (um indicativo da capacidade de eliminação de CP-PG para o espaço extracelular) foi 21 vezes menor em linfócitos que nas células do tumor de Walker 256. Identificou-se que as taxas de GSH estavam diminuídas nas células do tecido imune mas esta depleção não teve caráter oxidativo, uma vez que estiveram mantidos os níveis de GSSG. Isto sugere que linfócitos devam estar sendo desafiados com alguma substância eletrofílica não oxidante que depleta GSH (por exemplo, uma CP-PG). Não houve diferença entre a atividade da glutationa-S-transferase e da γ-glutamilcisteína sintetase (enzimas responsáveis, respectivamente, pela conjugação e síntese de GSH) entre linfócitos de animais normais e portadores do tumor de Walker 256. Como dado corroborante, foi observada, em linfócitos de animais com tumor, indução da expressão de proteínas de choque térmico (HSP70), as quais são induzidas, entre outros agentes, pelas CP-PGs. Os resultados sugerem que a MRP/bomba GS-X, responsável pela extrusão de conjugados de GSH/CP-PG, tem baixa atividade nos linfócitos o que pode ser uma das causas do quadro de imunossupressão nos estágios terminais de câncer.

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 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.