Relação da velocidade de escoamento da solução e do comprimento da coluna de solo com os parâmetros de transporte de potássio em um latossolo e um neossolo

Devido à importância dos estudos de deslocamento de solutos em colunas de solo, para avaliar os riscos de poluição do solo e das águas subterrâneas, e à falta de padronização no comprimento da coluna de solo utilizada (L) e na velocidade de escoamento da solução aplicada (), realizou-se este trabalho com o objetivo de avaliar a relação de L e de com o coeficiente de dispersão-difusão (D), a dispersividade (λ) e o fator de retardamento (R) do K+ em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e num Neossolo Quartzarênico órtico (RQo). Foram testados cinco comprimentos de colunas (0,10, 0,20, 0,30, 0,40 e 0,50 m) e quatro velocidades, sendo 0,62, 0,69, 0,75 e 0,81 m h-1 para o LVd e 0,37, 0,40, 0,44 e 0,48 m h-1 para o RQo. Aplicou-se uma solução deslocadora de 130 mg L-1 de K+ nas colunas montadas com o solo desestruturado e saturadas com uma solução de CaCl2 5 mmol L-1. Os parâmetros de transporte R e D foram obtidos utilizando-se o programa computacional Disp; a λ foi obtida pela equação D = Do + λ, sendo Do igual a 7,13 10-6 m² h-1 para o KCl. Houve relação do comprimento da coluna e da velocidade de escoamento da solução com os parâmetros de transporte do K+ tanto no LVd quanto no RQo. No LVd, o fator de retardamento aumentou com o aumento na velocidade de escoamento da solução. Em ambos os solos, o fator de retardamento diminuiu com o aumento no comprimento da coluna; o coeficiente de dispersão-difusão aumentou com o aumento na velocidade de escoamento da solução e com o aumento no comprimento da coluna de solo; e a dispersividade também aumentou com o aumento no comprimento da coluna.

Morfologia radicular e suprimento de potássio às raízes de milheto de acordo com a disponibilidade de água e potássio

O milheto (Pennisetum glaucum) é cultivado em épocas com deficiência hídrica, o que pode afetar a absorção de K. Este trabalho visou quantificar a importância de potenciais de água do solo (-0,03; -0,05; -0,10 e -0,50 MPa), associados a doses de potássio (15 e 120 mg dm-3 de K) na morfologia radicular e nos processos de transporte de K às raízes de milheto. O experimento foi realizado em Botucatu (SP), em casa de vegetação. O milheto foi cultivado até 28 dias após a emergência, quando foram avaliados a fitomassa produzida e os teores de K, assim como a morfologia radicular. Foi estimada a contribuição do fluxo de massa e da difusão para o transporte de K no solo. Independentemente da dose de potássio e do teor de água no solo, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de K até as raízes do milheto. Houve maior contribuição relativa do fluxo de massa, que correspondeu a 12 % do absorvido, na menor dose de potássio, contra 4 % na maior dose. Não houve efeito da disponibilidade hídrica nos mecanismos de transporte de K até as raízes do milheto.

Importância do fluxo de massa e difusão no suprimento de potássio ao algodoeiro como variável de água e potássio no solo

A deficiência tardia de potássio na cultura do algodoeiro tem ocorrido com freqüência nas regiões do cerrado brasileiro. Um dos motivos poderia ser atribuído à baixa disponibilidade de água nessa época. Assim, procurou-se quantificar a contribuição da difusão e do fluxo de massa no suprimento de K às raízes do algodoeiro de acordo com a disponibilidade do nutriente e de água. Para tanto, realizou-se um experimento em vasos em casa de vegetação, utilizando amostras da camada arável (0-20 cm) de um Latossolo Vermelho típico, com 330 mg kg-1 de argila. O experimento constou de duas doses de potássio (15 e 121 mg dm-3 ), na forma de KCl, e quatro conteúdos de água (-0,03; -0,1; -0,5 e -1,0 MPa). As plantas foram colhidas aos 53 dias da emergência. A difusão foi o principal mecanismo de transporte de K no solo, variando de 72 a 96 % do total absorvido pelo algodoeiro. A influência do conteúdo de água do solo sobre os mecanismos de transporte de K foi maior em solos com maior concentração deste nutriente, razão por que o fluxo de massa cresce em importância em solos mais secos.

Morfologia radicular e suprimento de potássio às raízes de milheto de acordo com a disponibilidade de água e potássio

O milheto (Pennisetum glaucum) é cultivado em épocas com deficiência hídrica, o que pode afetar a absorção de K. Este trabalho visou quantificar a importância de potenciais de água do solo (-0,03; -0,05; -0,10 e -0,50 MPa), associados a doses de potássio (15 e 120 mg dm-3 de K) na morfologia radicular e nos processos de transporte de K às raízes de milheto. O experimento foi realizado em Botucatu (SP), em casa de vegetação. O milheto foi cultivado até 28 dias após a emergência, quando foram avaliados a fitomassa produzida e os teores de K, assim como a morfologia radicular. Foi estimada a contribuição do fluxo de massa e da difusão para o transporte de K no solo. Independentemente da dose de potássio e do teor de água no solo, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de K até as raízes do milheto. Houve maior contribuição relativa do fluxo de massa, que correspondeu a 12 % do absorvido, na menor dose de potássio, contra 4 % na maior dose. Não houve efeito da disponibilidade hídrica nos mecanismos de transporte de K até as raízes do milheto.

Importância do fluxo de massa e difusão no suprimento de potássio ao algodoeiro como variável de água e potássio no solo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Molecular basis of salt tolerance in Physcomitrella Patens model plant: potassium homeostasis and physiological roles of chx transporters

El suelo salino impone un estrés abiótico importante que causa graves problemas en la agricultura ya que la mayoría de los cultivos se ven afectados por la salinidad debido a efectos osmóticos y tóxicos. Por ello, la contaminación y la escasez de agua dulce, la salinización progresiva de tierras y el aumento exponencial de la población humana representan un grave problema que amenaza la seguridad alimentaria mundial para las generaciones futuras. Por lo tanto, aumentar la tolerancia a la salinidad de los cultivos es un objetivo estratégico e ineludible para garantizar el suministro de alimentos en el futuro. Mantener una óptima homeostasis de K+ en plantas que sufren estrés salino es un objetivo importante en el proceso de obtención de plantas tolerantes a la salinidad. Aunque el modelo de la homeostasis de K+ en las plantas está razonablemente bien descrito en términos de entrada de K+, muy poco se sabe acerca de los genes implicados en la salida de K+ o de su liberación desde la vacuola. En este trabajo se pretende aclarar algunos de los mecanismos implicados en la homeostasis de K+ en plantas. Para ello se eligió la briofita Physcomitrella patens, una planta no vascular de estructura simple y de fase haploide dominante que, entre muchas otras cualidades, hacen que sea un modelo ideal. Lo más importante es que no sólo P. patens es muy tolerante a altas concentraciones de Na+, sino que también su posición filogenética en la evolución de las plantas abre la posibilidad de estudiar los cambios claves que, durante el curso de la evolución, se produjeron en las diversas familias de los transportadores de K+. Se han propuesto varios transportadores de cationes como candidatos que podrían tener un papel en la salida de K+ o su liberación desde la vacuola, especialmente miembros de la familia CPA2 que contienen las familias de transportadores KEA y CHX. En este estudio se intenta aumentar nuestra comprensión de las funciones de los transportadores de CHX en las células de las plantas usando P. patens, como ya se ha dicho. En esta especie, se han identificado cuatro genes CHX, PpCHX1-4. Dos de estos genes, PpCHX1 y PpCHX2, se expresan aproximadamente al mismo nivel que el gen PpACT5, y los otros dos genes muestran una expresión muy baja. La expresión de PpCHX1 y PpCHX2 en mutantes de Escherichia coli defectivos en el transporte de K+ restauraron el crecimiento de esta cepa en medios con bajo contenido de K+, lo que viii sugiere que la entrada de K+ es energizada por un mecanismo de simporte con H+. Por otra parte, estos transportadores suprimieron el defecto asociado a la mutación kha1 en Saccharomyces cerevisiae, lo que sugiere que podrían mediar un antiporte en K+/H+. La proteína PpCHX1-GFP expresada transitoriamente en protoplastos de P. patens co-localizó con un marcador de Golgi. En experimentos similares, la proteína PpCHX2-GFP localizó aparentemente en la membrana plasmática y tonoplasto. Se construyeron las líneas mutantes simples de P. patens ΔPpchx1 y ΔPpchx2, y también el mutante doble ΔPpchx2 ΔPphak1. Los mutantes simples crecieron normalmente en todas las condiciones ensayadas y mostraron flujos de entrada normales de K+ y Rb+; la mutación ΔPpchx2 no aumentó el defecto de las plantas ΔPphak1. En experimentos a largo plazo, las plantas ΔPpchx2 mostraron una retención de Rb+ ligeramente superior que las plantas silvestres, lo que sugiere que PpCHX2 promueve la transferencia de Rb+ desde la vacuola al citosol o desde el citosol al medio externo, actuando en paralelo con otros transportadores. Sugerimos que transportadores de K+ de varias familias están involucrados en la homeostasis de pH de orgánulos ya sea mediante antiporte K+/H+ o simporte K+-H+.ix ABSTRACT Soil salinity is a major abiotic stress causing serious problems in agriculture as most crops are affected by it. Moreover, the contamination and shortage of freshwater, progressive land salinization and exponential increase of human population aggravates the problem implying that world food security may not be ensured for the next generations. Thus, a strategic and an unavoidable goal would be increasing salinity tolerance of plant crops to secure future food supply. Maintaining an optimum K+ homeostasis in plants under salinity stress is an important trait to pursue in the process of engineering salt tolerant plants. Although the model of K+ homeostasis in plants is reasonably well described in terms of K+ influx, very little is known about the genes implicated in K+ efflux or release from the vacuole. In this work, we aim to clarify some of the mechanisms involved in K+ homeostasis in plants. For this purpose, we chose the bryophyte plant Physcomitrella patens, a nonvascular plant of simple structure and dominant haploid phase that, among many other characteristics, makes it an ideal model. Most importantly, not only P. patens is very tolerant to high concentrations of Na+, but also its phylogenetic position in land plant evolution opens the possibility to study the key changes that occurred in K+ transporter families during the course of evolution. Several cation transporter candidates have been proposed to have a role in K+ efflux or release from the vacuole especially members of the CPA2 family which contains the KEA and CHX transporter families. We intended in this study to increase our understanding of the functions of CHX transporters in plant cells using P. patens, in which four CHX genes have been identified, PpCHX1-4. Two of these genes, PpCHX1 and PpCHX2, are expressed at approximately the same level as the PpACT5 gene, but the other two genes show an extremely low expression. PpCHX1 and PpCHX2 restored growth of Escherichia coli mutants on low K+-containing media, suggesting they mediated K+ uptake that may be energized by symport with H+. In contrast, these genes suppressed the defect associated to the kha1 mutation in Saccharomyces cerevisiae, which suggest that they might mediate K+/H+ antiport. PpCHX1-GFP protein transiently expressed in P. patens protoplasts co-localized with a Golgi marker. In similar experiments, the PpCHX2-GFP protein appeared to localize to tonoplast and plasma x membrane. We constructed the ΔPpchx1 and ΔPpchx2 single mutant lines, and the ΔPpchx2 ΔPphak1 double mutant. Single mutant plants grew normally under all the conditions tested and exhibited normal K+ and Rb+ influxes; the ΔPpchx2 mutation did not increase the defect of ΔPphak1 plants. In long-term experiments, ΔPpchx2 plants showed a slightly higher Rb+ retention than wild type plants, which suggests that PpCHX2 mediates the transfer of Rb+ from either the vacuole to the cytosol or from the cytosol to the external medium in parallel with other transporters. We suggest that K+ transporters of several families are involved in the pH homeostasis of organelles by mediating either K+/H+ antiport or K+-H+ symport.

Regulación del transporte de iones a través de membranas biológicas: El transporte activo Na/K y el contratransporte Na/Ca

El contra-transporte Na-Ca presente en células excitables es un sistema que, reversiblemente, puede introducir Ca de las células en intercambio por Na. La energía requerida para el transporte de Ca en contra de su gradiente electroquímico es provista por el gradiente de Na generado por la actividad de la Na+, K+- ATPasa. Por ello, aunque estos dos mecanismos funcionan independientemente uno del otro, están íntimamente ligados en la gestión integradora de la homeostasis iónica celular. (...) El presente plan consiste en dos subproyectos que estudiarán dos sistemas de transporte de cationes a través de la membrana celular estrechamente ligados entre sí. Estos son el contratransporte Na/Ca y el transporte activo Na/K que a su vez provee de energías (el gradiente de Na) para el funcionamiento del primero. Los estudios enfatizarán la regulación metabólica, su relevancia en la maduración y diferenciación celular y los intermediarios en los ciclos de reacción. (I) Subproyecto de Intercambio Na/Ca: Los objetivos que se persiguen son: (i) avanzar en la propiedades del sitio activador externo para cationes monovalentes (SAECM); (ii) analizar el ciclo de reacción en base a las propiedades del ciclo único tratando de establecer la cinética del sistema de unión de ligandos transportados (secuencial o ping pong); (iii) analizar el/los mecanismos asociados a la estimulación por MgATP. Si la fosforilación por ATP es requerida, identificar las reacciones y estructuras involucradas. Las preparaciones a utilizar incluyen células nerviosas en cultivo, vesículas de esas células y vesículas de cerebro total y de miocardio. (II) Transporte activo Na/K: el propósito es proveer información relevante al debate respecto del mecanismo por el cual K estimula la reacción de intercambio fosforil entre ATP y ADP y revierte la inhibición por Na exterior de la actividad Na-ATPasa, de la deforilación de E2P y del intercambio ATP-ADP. La preparación a utilizar será la Na+, K+- ATPasa purificada; la ubicación topográfica de sitios de interacción se efectuará utilizando la enzima incorporada en liposomas.

Transporte electrogénico en el colon de ratas privadas de sodio : bloqueo de canales epiteliales versus inhibición de la NA, K-ATPASA

La privación dietaria de sodio estimula la secreción de aldosterona. En el colon de rata, la aldosterona elevada aumenta la absorción de Na+, pero además torna electrogénico el mecanismo de absorción (normalmente electroneutro). Dicho transporte electrogénico puede suprimirse mediante el bloqueo de los canales epiteliales de Na+ en la membrana apical o la inhibición de la Na, KATPasa de la membrana basolateral. La absorción electrogénica de sodio está estrechamente acoplada al metabolismo aerobio, pero se desconoce si el bloqueo de los canales de Na+ reduce el consumo de oxígeno en igual medida que la inhibición de la Na, K-ATPasa. Se obtuvieron preparados de mucosa aislada del colon distal de ratas alimentadas con una dieta hiposódica por 10 días. Se determinó simultáneamente la corriente de cortocircuito y el consumo de oxígeno en condición basal y luego del bloqueo de canales de Na+ con amilorida (n=12) o de la Na, K-ATPasa con uabaína (n=12). Ambos tratamientos redujeron la corriente de cortocircuito en igual medida (>80%), pero la reducción en el consumo de oxígeno fue mayor con uabaína que con amilorida (p<0.03). Esto se debe probablemente a que la Na, KATPasa cumple otras funciones, además del transporte transepitelial de Na+, que son suprimidas por la uabaína pero no por la amilorida.

TRIBUNAL ARBITRAL DE "SISTEMAS OPERATIVOS MÓVILES S.A. (SOMOS K S.A.) VS. EMPRESA DE TRANSPORTE DEL TERCER MILENIO (TRANSMILENIO S.A.)"

4022

Contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de K, Ca e Mg a plantas de arroz

O transporte de nutriente até à superfície das raízes pode ocorrer por fluxo de massa ou por fluxo de massa e difusão, dependendo da atividade do nutriente na solução do solo e da exigência nutricional da planta. Objetivou-se verificar a contribuição dos mecanismos de fluxo de massa e de difusão para o suprimento de potássio, de cálcio e de magnésio a plantas de arroz, em experimento realizado em casa de vegetação. Aplicaram-se em amostra de Latossolo Variação Una, os seguintes tratamentos: Na2CO3, K2CO3, CaCO3 e MgCO3. Aos 75 dias da semeadura, as plantas de arroz foram colhidas e determinadas as quantidades de potássio, de cálcio e de magnésio nelas acumuladas, bem como a concentração desses nutrientes na solução do solo. Essas concentrações, multiplicadas pelo volume de água transpirado, foram usadas para calcular o suprimento por fluxo de massa. A difusão foi estimada por diferença entre a quantidade do nutriente acumulado no vegetal e a transportada por fluxo de massa. Verificou-se que o potássio foi transportado predominantemente por difusão, exceto no tratamento com K2CO3, que gerou altos teores de K na solução de solo, tornando o fluxo de massa suficiente para atender à demanda das plantas. O cálcio e o magnésio foram transportados por fluxo de massa. Segundo os resultados, a difusão foi o principal mecanismo de transporte de potássio nas condições do experimento; todavia, o fluxo de massa pode satisfazer isoladamente a demanda nutricional da planta, quando a concentração de potássio na solução do solo for muito elevada.

Cinética de absorção e eficiência nutricional de K+, Ca2+ e Mg2+ em plantas jovens de quatro clones de eucalipto

Modelos mecanísticos baseados em princípios de transporte de solutos pode ser de grande utilidade para prever os impactos do cultivo de florestas plantadas, por exemplo, com eucalipto sobre o capital e fluxo de nutrientes no solo. Dentre as variáveis de entrada demandadas por tais modelos, tem-se os valores das constantes Vmax, Km e Cmin da cinética de absorção iônica. Assim, os objetivos do presente trabalho foram determinar os valores de Vmax, Km e Cmin para K, Ca e Mg, bem como avaliar as respectivas eficiências nutricionais de clones de eucalipto. O estudo consistiu de três ensaios em solução nutritiva (um para cada cátion), sendo utilizadas mudas propagadas vegetativamente de um híbrido de E. grandis x E. urophylla (clone 1213) e de três híbridos de E. grandis (clones 7074, 57 e 129). Com base nos teores de cada um desses nutrientes nas soluções de depleção, em cada tempo de amostragem, no volume inicial e final de solução nos vasos e no peso de matéria fresca de raízes, foram obtidos os valores das constantes cinéticas. Para K, o clone 7074 apresentou o menor valor de Vmax em relação aos demais clones, os quais não diferiram entre si, e em relação ao Km e Cmin, os clones não diferiram estatisticamente. Para Ca, os clones estudados diferiram quanto ao valor de Vmax e Km, não diferindo, entretanto, para o Cmin. Os menores valores de Km para Mg foram verificados para os clones 57 e 7074, ou seja, as proteínas transportadoras de Mg na membrana plasmática das células radiculares apresentaram maior afinidade para esse nutriente. Contudo, os valores de Vmax e Cmin não diferiram entre os clones estudados. Diferenças na eficiência nutricional dos clones estudados quanto a K e a Ca foram devidas às diferenças na eficiência de absorção, e para Mg às diferenças na eficiência de absorção e de utilização.

Transporte e distribuição de potássio atenuam os efeitos tóxicos do sódio em plantas jovens de pinhão-manso

Muitos estudos têm evidenciado o papel do K em atenuar os efeitos causados pelo excesso de Na em plantas. Contudo os mecanismos de interação entre estes dois íons a nível de planta inteira ainda não estão bem compreendidos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar mecanismos fisiológicos envolvidos na interação entre K e Na em plantas jovens de pinhão-manso (Jatropha curcas) expostas a diferentes concentrações desses íons. O estudo foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado com esquema fatorial 2 × 2, envolvendo combinações de duas concentrações de K e Na com cinco repetições, em solução nutritiva, perfazendo os seguintes tratamentos: K0Na0 (ausência de K e de Na), K0Na1 (0 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na); K1Na0 (10 mmol L-1 de K e 0 mmol L-1 de Na); K1Na1 (10 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na). Os íons K e Na apresentaram forte antagonismo em termos de taxas de transporte em caule, pecíolos e folhas. Quando a concentração de K externo foi ausente, as plantas de pinhão-manso apresentaram elevada taxa de transporte de Na para as folhas, fato que contribuiu para sua acumulação excessiva na parte aérea, induzindo sintomas visuais de toxidez. Inversamente, a presença de níveis adequados de K no meio externo foi capaz de atenuar a acumulação excessiva de Na nas diversas partes da planta, pela diminuição do fluxo de Na no xilema. Dessa forma, concentrações adequadas de K nas raízes podem mitigar os efeitos adversos do excesso de Na e reduzir seu conteúdo em tecidos de pinhão-manso.

Características histomorfométricas do intestino de juvenis de tambaqui após uso de probiótico na dieta e durante transporte

Avaliou-se neste trabalho as características histomorfométricas da mucosa intestinal de tambaqui após uso de probiótico a base de Bacillus spp., veiculado na ração e dissolvido na água durante transporte. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos e sete repetições, sendo comparado um tratamento controle (peixes alimentados com ração comercial sem probiótico) a dois outros tratamentos envolvendo o uso de probiótico comercial, veiculado na ração ou na água de transporte. Um total de 510 juvenis de tambaqui (peso e comprimento total médio inicial de 83,26±28,14g e 17,39±1,90cm, respectivamente) foi distribuído em três tanques de alvenaria. Durante 60 dias, os peixes de dois tanques foram alimentados com ração comercial e os do terceiro tanque com ração comercial suplementada com probiótico. Após este período, os peixes de cada tanque foram divididos em sacos plásticos e transportados por 4 horas de acordo com os seguintes tratamentos: T1 = alimentação com ração comercial (controle); T2 = alimentação com ração comercial e probiótico adicionado na água durante o transporte (20mg/L); T3 = alimentação com ração comercial suplementada com probiótico (1,0g/kg de ração). Antes do transporte (basal), 24 e 96 horas após o transporte, oito peixes de cada tratamento foram submetidos a eutanásia e o intestino retirado para pesagem e mensuração do comprimento para estabelecimento da relação comprimento corporal/ intestino. Em seguida, foi realizada coleta da porção anterior e posterior do intestino, para avaliação das características morfo-histológicas da mucosa intestinal. O uso de probiótico durante o transporte não afetou o peso do intestino de juvenis de tambaqui. O comprimento do intestino do tambaqui não foi alterado pelo tratamento, sendo observada somente relação linear entre o comprimento intestinal e o comprimento corporal (CC) dos peixes. A suplementação com probiótico (Bacillus spp.) não exerceu nenhum efeito na altura e comprimento das vilosidades do intestino do tambaqui desafiados com o transporte.

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 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.