Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Marques, Eduardo Peil
Orientador(a): Wyse, Angela Terezinha de Souza
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/196666
Resumo: A deficiência de guanidinoacetato metiltransferase (GAMT) é uma rara doença metabólica do metabolismo da creatina que leva a níveis diminuídos de creatina e acúmulo de guanidinoacetato (GAA). Indivíduos afetados apresentam sintomas neurológicos, tais como: epilepsia não responsiva a medicamentos, memória e intelecto prejudicados, autismo, síndrome extrapiramidal, fala arrastada e hipotonia. Entretanto, a fisiopatologia desta doença ainda não é clara, sendo as propriedades neurotóxicas do GAA atribuídas principalmente à excitotoxicidade e estresse oxidativo. No presente estudo nós verificamos a toxicidade de uma injeção intraestriatal de GAA em parâmetros de metabolismo energético (atividades da succinato desidrogenase [SDH], complexo II e citocromo c oxidase [COX]; massa e potencial mitocondrial; e níveis de ATP), estresse oxidativo e inflamação (atividades das enzimas antioxidantes catalase [CAT] e superóxido dismutase [SOD], níveis de diclorofluoresceína [DCF], níveis de nitritos; e citocinas pró-inflamatórias [TNF-α, IL1-β and IL-6]), atividade e imunoconteúdo da acetilcolinesterase (AChE); atividade e imunoconteúdo da enzima Na+,K+-ATPase; captação de glutamato e imunoconteúdo de seus transportadores (GLAST e GLT-1); memória (via reconhecimento de objetos); assim como o papel da creatina como neuroprotetora. Ratos Wistar foram submetidos a um pré-tratamento com uma injeção intraperitoneal diária de creatina (50 mg/kg), ou salina por 7 dias. Ao completarem 60 dias os animais foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica e divididos em quatro grupos: Controle (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de salina), GAA (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/estriado]), GAA+Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/striatum]), e Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de salina). Os experimentos foram realizados 30 minutos após a injeção. O GAA diminuiu a atividade da SDH, complexo II e COX, e os níveis de ATP, mas não afetou o potencial ou a massa mitocondrial. A creatina preveniu totalmente a diminuição da SDH e complexo II, mas preveniu apenas parcialmente a diminuição da COX e dos níveis ATP. O GAA aumentou os níveis de DCF e diminui as atividades das enzimas antioxidantes SOD e CAT. A creatina preveniu apenas a diminuição da CAT e aumento nos níveis de DCF. O GAA aumentou os níveis de citocinas pró-inflamatórias, nitritos e atividade da AChE, mas não alterou o imunoconteúdo da mesma. A creatina preveniu tais alterações, com exceção do aumento dos níveis de nitritos. O GAA diminuiu a captação de glutamato, não alterando o imunoconteúdo de seus transportadores. Além disso, o GAA diminuiu a atividade da Na+,K+-ATPase e levou a um aumento do imunoconteúdo de sua subunidade α3. Em relação à memória, o GAA prejudicou a performance no teste de reconhecimento de objetos. A creatina preveniu parcialmente a diminuição da captação de glutamato e na atividade da Na+,K+-ATPase, e preveniu totalmente a alteração de memória. Nossos resultados indicam que a toxicidade do GAA prejudica a cadeia transportadora de elétrons, levando a níveis mais baixos de ATP, estresse oxidativo e processos inflamatórios. Essas alterações estão associadas à diminuição na captação de glutamato e atividade da Na+,K+-ATPase, o que também contribui para a alteração comportamental. A creatina parece ter atuado como reserva energética, antioxidante e anti-inflamatória, já que foi capaz de prevenir quase todas alterações bioquímicas e comportamentais observadas neste estudo.
id URGS_3ec0cbe15b5d4f85407c29e4df8135a3
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/196666
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str
spelling Marques, Eduardo PeilWyse, Angela Terezinha de Souza2019-07-09T02:38:25Z2019http://hdl.handle.net/10183/196666001095164A deficiência de guanidinoacetato metiltransferase (GAMT) é uma rara doença metabólica do metabolismo da creatina que leva a níveis diminuídos de creatina e acúmulo de guanidinoacetato (GAA). Indivíduos afetados apresentam sintomas neurológicos, tais como: epilepsia não responsiva a medicamentos, memória e intelecto prejudicados, autismo, síndrome extrapiramidal, fala arrastada e hipotonia. Entretanto, a fisiopatologia desta doença ainda não é clara, sendo as propriedades neurotóxicas do GAA atribuídas principalmente à excitotoxicidade e estresse oxidativo. No presente estudo nós verificamos a toxicidade de uma injeção intraestriatal de GAA em parâmetros de metabolismo energético (atividades da succinato desidrogenase [SDH], complexo II e citocromo c oxidase [COX]; massa e potencial mitocondrial; e níveis de ATP), estresse oxidativo e inflamação (atividades das enzimas antioxidantes catalase [CAT] e superóxido dismutase [SOD], níveis de diclorofluoresceína [DCF], níveis de nitritos; e citocinas pró-inflamatórias [TNF-α, IL1-β and IL-6]), atividade e imunoconteúdo da acetilcolinesterase (AChE); atividade e imunoconteúdo da enzima Na+,K+-ATPase; captação de glutamato e imunoconteúdo de seus transportadores (GLAST e GLT-1); memória (via reconhecimento de objetos); assim como o papel da creatina como neuroprotetora. Ratos Wistar foram submetidos a um pré-tratamento com uma injeção intraperitoneal diária de creatina (50 mg/kg), ou salina por 7 dias. Ao completarem 60 dias os animais foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica e divididos em quatro grupos: Controle (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de salina), GAA (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/estriado]), GAA+Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/striatum]), e Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de salina). Os experimentos foram realizados 30 minutos após a injeção. O GAA diminuiu a atividade da SDH, complexo II e COX, e os níveis de ATP, mas não afetou o potencial ou a massa mitocondrial. A creatina preveniu totalmente a diminuição da SDH e complexo II, mas preveniu apenas parcialmente a diminuição da COX e dos níveis ATP. O GAA aumentou os níveis de DCF e diminui as atividades das enzimas antioxidantes SOD e CAT. A creatina preveniu apenas a diminuição da CAT e aumento nos níveis de DCF. O GAA aumentou os níveis de citocinas pró-inflamatórias, nitritos e atividade da AChE, mas não alterou o imunoconteúdo da mesma. A creatina preveniu tais alterações, com exceção do aumento dos níveis de nitritos. O GAA diminuiu a captação de glutamato, não alterando o imunoconteúdo de seus transportadores. Além disso, o GAA diminuiu a atividade da Na+,K+-ATPase e levou a um aumento do imunoconteúdo de sua subunidade α3. Em relação à memória, o GAA prejudicou a performance no teste de reconhecimento de objetos. A creatina preveniu parcialmente a diminuição da captação de glutamato e na atividade da Na+,K+-ATPase, e preveniu totalmente a alteração de memória. Nossos resultados indicam que a toxicidade do GAA prejudica a cadeia transportadora de elétrons, levando a níveis mais baixos de ATP, estresse oxidativo e processos inflamatórios. Essas alterações estão associadas à diminuição na captação de glutamato e atividade da Na+,K+-ATPase, o que também contribui para a alteração comportamental. A creatina parece ter atuado como reserva energética, antioxidante e anti-inflamatória, já que foi capaz de prevenir quase todas alterações bioquímicas e comportamentais observadas neste estudo.Guanidinoacetate methyltransferase (GAMT) deficiency is a rare metabolic disease of the metabolism of creatine that leads to a decrease in creatine levels associated with accumulation of guanidinoacetate (GAA) in brain, skeletal muscle, blood and other tissues. Affected individuals may present: intractable epilepsy, intellectual and memory impairment, autism, extra pyramidal syndrome, slurred speech and hypotonia. However, the pathophysiology of this disease is still unclear. In the present study, we investigate the toxicity of an intrastriatal injection of GAA on parameters of energy metabolism (activities of succinate dehydrogenase [SDH], complex II and citocrome c oxidase [COX]; mitochondrial mass and membrane potential; and ATP levels), oxidative stress and inflammation (activities of the antioxidant enzymes catalase [CAT] and superoxide dismutase [SOD]; dichlorofluorescein [DCF] levels; proinflammatory cytokines TNF-α, IL1-β and IL-6; and nitrite levels), acetycholinesterase (AChE) activity and immunocontent; Na+, K+-ATPase activity and immunocontent; glutamate uptake and immunocontent of its transporters (GLAST and GLT-1); memory (via object recognition test); as well as the role of creatine as a neuroprotector. Wistar rats underwent a pretreatment with a daily intraperitoneal injection of creatine (50 mg/kg), or saline for 7 days. Sixty-day-old animals then underwent stereotactic surgery and were divided into four groups: Control (pretreatment with saline and intrastriatal infusion of saline), GAA (pretreatment with saline and intrastriatal infusion of 10 μM of GAA [0.02 nmol/striatum]), GAA+Creatine (pretreatment with creatine and intrastriatal infusion of 10 μM of GAA [0.02 nmol/striatum]), and Creatine (pretreatment with creatine and intrastriatal infusion of saline). Thirty minutes after intrastriatal infusion experiments were carried out. GAA decreased SDH, complexes II and COX activities and ATP levels, but had no effect on mitochondrial mass/membrane potential. Creatine totally prevented SDH and complex II and partially prevented COX and ATP alterations. GAA decreased antioxidant enzymes activities and increased DCF levels. Creatine only prevented CAT activity and DCF alterations. GAA increased cytokines, nitrites levels and AChE activity, but had no effect on AChE immunocontent. Creatine prevented such effects, except nitrite levels. GAA decreased glutamate uptake with no effect on the immunocontent of its transporters, and Na+,K+-ATPase activity, as well as in the performance on the novel object recognition task. In addition, GAA increased the immunocontent of α3 subunit of Na+,K+-ATPase. Creatine partially prevented the changes in glutamate uptake and Na+,K+-ATPase activity, and completely prevented the memory impairment. Our findings indicate that GAA intrastriatal injection impairs the mitochondrial respiratory chain, leading to depleted ATP levels, redox imbalance and inflammatory processes. In addition, we have confirmed that glutamate uptake and Na+,K+-ATPase activity in the striatum of young adult rats are inhibited after GAA exposure, probably due to the depletion of ATP levels and attack from radical species, contributing for the memory impairment observed. These alterations may contribute to the neurological dysfunction presented by GAMT deficient patients. Creatine seems to act as an energy reservoir, antioxidant and anti-inflammatory agent, as well as a neuromodulator, since it was able to prevent almost every biochemical and behavioral alteration detected in this study.application/pdfporErros inatos do metabolismoMetabolismo energéticoGuanidinoacetato N-Metiltransferase : DeficiênciaCreatina quinaseEstresse oxidativoMemóriaNeuroproteçãoGuanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Ciências Básicas da SaúdePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: BioquímicaPorto Alegre, BR-RS2019mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001095164.pdf.txt001095164.pdf.txtExtracted Texttext/plain239115http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/196666/2/001095164.pdf.txt5d00508a3217196a2048ed5b1f7b98f5MD52ORIGINAL001095164.pdfTexto completoapplication/pdf1810216http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/196666/1/001095164.pdf8867f6eaddd99c36046f6b1cf839399eMD5110183/1966662022-09-04 04:50:40.724543oai:www.lume.ufrgs.br:10183/196666Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532022-09-04T07:50:40Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
title Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
spellingShingle Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
Marques, Eduardo Peil
Erros inatos do metabolismo
Metabolismo energético
Guanidinoacetato N-Metiltransferase : Deficiência
Creatina quinase
Estresse oxidativo
Memória
Neuroproteção
title_short Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
title_full Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
title_fullStr Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
title_full_unstemmed Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
title_sort Guanidinoacetato induz déficit de memória e neurotoxicidade em estriado de ratos : é a creatina um bom protetor?
author Marques, Eduardo Peil
author_facet Marques, Eduardo Peil
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Marques, Eduardo Peil
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Wyse, Angela Terezinha de Souza
contributor_str_mv Wyse, Angela Terezinha de Souza
dc.subject.por.fl_str_mv Erros inatos do metabolismo
Metabolismo energético
Guanidinoacetato N-Metiltransferase : Deficiência
Creatina quinase
Estresse oxidativo
Memória
Neuroproteção
topic Erros inatos do metabolismo
Metabolismo energético
Guanidinoacetato N-Metiltransferase : Deficiência
Creatina quinase
Estresse oxidativo
Memória
Neuroproteção
description A deficiência de guanidinoacetato metiltransferase (GAMT) é uma rara doença metabólica do metabolismo da creatina que leva a níveis diminuídos de creatina e acúmulo de guanidinoacetato (GAA). Indivíduos afetados apresentam sintomas neurológicos, tais como: epilepsia não responsiva a medicamentos, memória e intelecto prejudicados, autismo, síndrome extrapiramidal, fala arrastada e hipotonia. Entretanto, a fisiopatologia desta doença ainda não é clara, sendo as propriedades neurotóxicas do GAA atribuídas principalmente à excitotoxicidade e estresse oxidativo. No presente estudo nós verificamos a toxicidade de uma injeção intraestriatal de GAA em parâmetros de metabolismo energético (atividades da succinato desidrogenase [SDH], complexo II e citocromo c oxidase [COX]; massa e potencial mitocondrial; e níveis de ATP), estresse oxidativo e inflamação (atividades das enzimas antioxidantes catalase [CAT] e superóxido dismutase [SOD], níveis de diclorofluoresceína [DCF], níveis de nitritos; e citocinas pró-inflamatórias [TNF-α, IL1-β and IL-6]), atividade e imunoconteúdo da acetilcolinesterase (AChE); atividade e imunoconteúdo da enzima Na+,K+-ATPase; captação de glutamato e imunoconteúdo de seus transportadores (GLAST e GLT-1); memória (via reconhecimento de objetos); assim como o papel da creatina como neuroprotetora. Ratos Wistar foram submetidos a um pré-tratamento com uma injeção intraperitoneal diária de creatina (50 mg/kg), ou salina por 7 dias. Ao completarem 60 dias os animais foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica e divididos em quatro grupos: Controle (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de salina), GAA (pré-tratamento com salina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/estriado]), GAA+Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de 10 μM GAA [0.02 nmol/striatum]), e Creatina (pré-tratamento com creatina e injeção intraestriatal de salina). Os experimentos foram realizados 30 minutos após a injeção. O GAA diminuiu a atividade da SDH, complexo II e COX, e os níveis de ATP, mas não afetou o potencial ou a massa mitocondrial. A creatina preveniu totalmente a diminuição da SDH e complexo II, mas preveniu apenas parcialmente a diminuição da COX e dos níveis ATP. O GAA aumentou os níveis de DCF e diminui as atividades das enzimas antioxidantes SOD e CAT. A creatina preveniu apenas a diminuição da CAT e aumento nos níveis de DCF. O GAA aumentou os níveis de citocinas pró-inflamatórias, nitritos e atividade da AChE, mas não alterou o imunoconteúdo da mesma. A creatina preveniu tais alterações, com exceção do aumento dos níveis de nitritos. O GAA diminuiu a captação de glutamato, não alterando o imunoconteúdo de seus transportadores. Além disso, o GAA diminuiu a atividade da Na+,K+-ATPase e levou a um aumento do imunoconteúdo de sua subunidade α3. Em relação à memória, o GAA prejudicou a performance no teste de reconhecimento de objetos. A creatina preveniu parcialmente a diminuição da captação de glutamato e na atividade da Na+,K+-ATPase, e preveniu totalmente a alteração de memória. Nossos resultados indicam que a toxicidade do GAA prejudica a cadeia transportadora de elétrons, levando a níveis mais baixos de ATP, estresse oxidativo e processos inflamatórios. Essas alterações estão associadas à diminuição na captação de glutamato e atividade da Na+,K+-ATPase, o que também contribui para a alteração comportamental. A creatina parece ter atuado como reserva energética, antioxidante e anti-inflamatória, já que foi capaz de prevenir quase todas alterações bioquímicas e comportamentais observadas neste estudo.
publishDate 2019
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-07-09T02:38:25Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2019
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/196666
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001095164
url http://hdl.handle.net/10183/196666
identifier_str_mv 001095164
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/196666/2/001095164.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/196666/1/001095164.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 5d00508a3217196a2048ed5b1f7b98f5
8867f6eaddd99c36046f6b1cf839399e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1797065127838613504