Efeito in vitro da histidina e derivados sobre o estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos

Abstract

A histidinemia é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência da atividade da enzima histidase. Na histidinemia ocorre acúmulo de histidina e seus metabólitos, bem como deficiência de ácido urocânico. Pacientes sintomáticos apresentam, principalmente, defeitos na fala, retardo mental, porém alguns pacientes são assintomáticos. Alguns trabalhos na literatura atribuem à histidina um efeito oxidante, aumentando a lipoperoxidação e potencializando a toxicidade do peróxido de hidrogênio. Visto que a fisiopatologia dos sintomas neurológicos associados à histidinemia ainda não é bem entendida, nós resolvemos investigar os efeitos da histidina e alguns de seus derivados sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo. Observamos que a quimioluminescência aumenta e que os valores de TRAP foram reduzidos na presença de histidina in vitro. Vimos também, que a histidina, nas concentrações testadas, não altera o TBA-RS assim como não altera a atividade da catalase, glutationa peroxidase e superóxido dismutase. Resultados semelhantes foram obtidos com o ácido imidazolacético na quimioluminescência e no TRAP, porém nas enzimas antioxidantes, observamos que o ácido imidazolacético diminui a atividade da catalase. As medidas de TBA-RS e as atividades da superóxido dismutase e glutationa peroxidase não foram alteradas pelo ácido. O ácido imidazolático varia o comportamento conforme a concentração utilizada: em concentrações mais baixas na quimioluminescência mostra efeito oxidante, porém nas concentrações mais altas mostra efeito antioxidante nas técnicas de quimioluminescência e TBA-RS e aumenta a atividade da superóxido dismutase. Este ácido não altera o TRAP, assim como as atividades da catalase e glutationa peroxidase. Nossos resultados sugerem que a histidina in vitro induz estresse oxidativo em concentrações acima de 2,5 mM. Se os efeitos apresentados neste trabalho estão envolvidos na fisiopatologia cerebral de pacientes histidinêmicos sintomáticos é uma questão que permanece ainda em aberto. Portanto, mais estudos são necessários para melhor caracterizar o papel de histidina e seus metabólitos sobre estresse oxidativo no sistema nervoso central, em especial na histidinemia.

Histidinemia is an inherited metabolic disorder caused by deficiency of histidase activity, which leads to tissue accumulation of histidine and its derivatives. Affected patients usually present speech delay and mental retardation, although asymptomatic patients have been reported. Considering that the pathophysiology of the neurological dysfunction of histidinemia is not yet understood and since histidine has been considered a pro-oxidant agent, in the present study we investigated the effect of histidine and its derivatives, imidazole-4-acetic acid and L- β-imidazolelactic acid, at concentrations ranging from 0.1 to 10 mM, on various parameters of oxidative stress in cerebral cortex of 30-day-old Wistar rats. Chemiluminescence, total radical-trapping antioxidant potential (TRAP), thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), and the activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSH-Px) were measured in tissue homogenates in the presence of L-histidine or L- β-imidazolelactic acid. We observed that L-histidine provoked an increase of chemiluminescence and a reduction of TRAP at concentrations of 2.5 mM and higher, while TBA-RS measurement, GSH-Px, CAT and SOD activities were not affected. The imidazole-4-acetic acid provoked an increase of chemiluminescence and a reduction of TRAP at concentrations of 5 mM and higher, decrease activity of CAT in a dose-dependent manner, while TBA-RS measurement, GSH-Px and SOD activities were not affected. Furthermore, L- β-imidazolelactic acid provoked antioxidant effects at high concentrations (5 to 10 mM) as observed by the reduction of chemiluminescence, although this compound enhanced chemiluminescence at low concentrations (0.5 to 1 mM). These results suggest that in vitro oxidative stress is elicited by histidine but only at supraphysiological concentrations.