Efeitos do ácido 3-hidróxi-3-metilglutárico sobre o estresse oxidativo e a bioenergética em cérebro de ratos - Rosa, Jaqueline Santana da (2024)
A deficiência da 3-hidróxi-3-metilglutaril-CoA liase (HL), também chamada de acidemia 3-hidróxi-3-metilglutárica, é um erro inato do metabolismo de herança autossômica recessiva que afeta a cetogênese e o catabolismo da leucina. Essa doença é caracterizada pelo acúmulo predominante do ácido 3-hidróxi-3-metilglutárico (HMG) em líquidos biológicos e tecidos de pacientes, incluindo o cérebro. Os achados clínicos incluem déficit cognitivo, hipotonia, convulsões, coma e anormalidades no córtex cerebral e gânglios basais, cuja fisiopatologia ainda não está bem estabelecida. Portanto, para elucidar os mecanismos fisiopatológicos, investigamos os efeitos da administração intracerebroventricular (i.c.v) do HMG em córtex cerebral e estriado de ratos Wistar de 30 dias idade. Os animais receberam uma única administração de HMG (grupo teste) e NaCl (grupo controle) nas doses de 1,5 μmol (2 μL de uma solução 0,74M) e 3 μmol (2 μL de uma solução 1,5M) e foram eutanasiados por decapitação nos períodos de 2 ou 24h após a injeção. Nossos achados mostraram que a administração de 1,5 μmol de HMG diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx), glicose-6- fosfato desidrogenase (G6PDH) e os níveis de glutationa reduzida (GSH) ao passo que aumentou a atividade da glutationa redutase (GR) em córtex cerebral de ratos eutanasiados em 2h. Já em córtex de ratos eutanasiados em 24h, o HMG diminuiu a atividade das enzimas glutationa S-transferase (GST), G6PDH, GR, superóxido dismutase (SOD) e níveis de GSH ao passo que aumentou a atividade da GPx. Além disso, verificamos em estriado de ratos eutanasiados em 2h que o HMG diminuiu a atividade da GPx, GST e G6PDH, e em 24h que o HMG diminuiu a atividade da GST e as concentrações de GSH ao passo que aumentou a atividade da SOD. Em relação à atividade da catalase (CAT) e conteúdo de grupamentos sulfidrila, o HMG, na dose de 1,5 μmol, não alterou esses parâmetros em nenhum período ou estrutura cerebral avaliado. Já na dose de 3 μmol, o HMG diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes GPx, GST, G6PDH e GR, os níveis de GSH e o conteúdo de grupamentos de sulfidrila em córtex cerebral de animais eutanasiados em 2h. Em córtex de ratos eutanasiados em 24h, o HMG aumentou a atividade da GPx, GST, G6PDH, GR e CAT. Em estriado de ratos eutanasiados em 2h, observamos que o HMG diminuiu a atividade da G6PDH e GR e as concentrações de GSH, ao passo que aumentou a atividade das enzimas GPx e GST. Além disso, verificamos que o HMG diminuiu a atividade das enzimas GST e G6PDH e os níveis de GSH e aumentou a atividade de GPx e GR em estriado em 24h. A SOD não teve sua atividade significativamente alterada em nenhum dos períodos e estruturas cerebrais avaliados. Também investigamos os efeitos do HMG, na dose de 3 μmol, sobre parâmetros de bioenergética 2h após a administração. O HMG aumentou a atividade da isocitrato desidrogenase e α-cetoglutarato desidrogenase em córtex cerebral e a atividade da malato desidrogenase em estriado de ratos com eutanásia em 2h. Ainda, o HMG diminuiu a atividade da CK em estriado. Contudo, o ácido orgânico não alterou significativamente a atividade das enzimas citrato sintase e succinato desidrogenase. Além disso, verificamos que as atividades dos complexos I, II, II-III e IV não foram significativamente alteradas pelo HMG. Finalmente, o HMG diminuiu o conteúdo de GFAP em estriado, porém não alterou esse parâmetro em córtex de animais eutanasiados em 2h. Considerando os resultados obtidos, pode ser sugerido que o acúmulo de HMG induz estresse oxidativo no cérebro de animais, uma vez que ele alterou a atividade de múltiplas enzimas antioxidantes e os níveis de GSH, o principal antioxidante cerebral. O HMG também aumentou a atividade de enzimas do ciclo do ácido cítrico, indicando um mecanismo compensatório a fim de manter a homeostase bioenergética, e diminuiu a atividade da CK, prejudicando a transferência de energia celular. Portanto, nossos achados mostram que esses mecanismos patológicos podem contribuir para a fisiopatologia da deficiência da HL.