Efeito da amônia sobre a atividade astroglial no hipocampo de ratos Wistar

Abstract

A hiperamonemia é observada tanto em doenças hepáticas quanto em erros inatos do metabolismo. A amônia em altas concentrações atravessa a barreira hematoencefálica e é tida como uma das principais causas para o desenvolvimento das alterações neuropsiquiátricas observadas na Encefalopatia Hepática (HE). Os prejuízos moleculares e fisiológicos causados por este íon são observados principalmente nas células astrocíticas às quais apresentam alterações na atividade de uma série de proteínas e enzimas clássicas de sua função. Entre elas destaca-se a proteína S100B, principalmente expressa e secretada por estas células e muito usada como marcadora de dano cerebral. Um aumento nas concentrações de S100B no soro tem sido observado em pacientes e modelos animais com HE, porém pouco foi visto sobre a indução na secreção da S100B provocado por altas concentrações de amônia no cérebro. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a secreção desta proteína em uma situação de hiperamonemia ex vivo, em fatias hipocampais e corticais, assim como in vivo em ratos hiperamonêmicos por indução com urease. Além disso, foi realizado a análise de outras funções astrocíticas, ainda controversas na literatura, e pouco analisadas na região hipocampal. A exposição à amônia induziu uma redução no conteúdo extracelular de S100B em fatias de hipocampo, porém não induziu alteração nas fatias de córtex cerebral. No entanto, um aumento na concentração de S100B foi observado no líquor, sem alteração no soro dos ratos com hiperamonemia. O hipocampo se mostrou uma região altamente susceptível aos efeitos da amônia, com redução na captação de glutamato, no conteúdo de GSH e sem alteração na atividade da glutamina sintetase. Além disso, o conteúdo de GFAP está aumentado nos ratos hiperamonêmicos evidenciando uma astrogliose na região hipocampal, o que pode estar contribuindo para patogênese de HE.

Ammonia serum concentration is commonly raised in liver diseases and in inborn errors of urea cycle. High ammonia levels cross the blood brain barrier and is considered one of the main causes for the development of Hepatic Encephalopathy (HE), a neuropsychiatric disease. The molecular and physiological damages are observed mainly in astrocyte cells which present alterations in the activity of a number of proteins and enzymes of their classic function. Among these, stands out the S100B protein, mainly expressed and secreted by these cells and used extensively as a marker of cerebral damage. An increase in S100B serum has been observed in animal models and patients with HE. However, it is not known if ammonia can directly induce S100B secretion in the brain. In this study, we evaluated the secretion of this protein in hyperammonemia condition ex vivo, in hippocampal and cortical slices, and in vivo, in urease treated rats. We also analyzed other astrocyte functions, which are still controversial in the literature and little examined in the hippocampus. We found a reduction in the extracellular S100B content in hippocampal slices exposed to ammonia, but no change was observed in cortical slices. However, an increase in cerebrospinal fluid (CSF) S100B level was found, with no change in serum level of this protein in hyperammonemic rats. The hippocampus revealed a very susceptible area to the ammonia effects, with a reduction in glutamate uptake as in glutathione (GSH) content and no change in glutamine synthetase activity. Moreover, GFAP content was increased in hippocampus of hyperammonemic rats indicating an astrogliosis, which may contribute to pathogenesis of HE.