Papel do ácido lipóico na neuroproteção contra a toxicidade da fenilalanina

Abstract

A fenilcetonuúia (PKU) é uma doença genética de caráter autossômico recessivo causada pela deficiência severa da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH), que converte fenilalanina (Phe) em tirosina. O bloqueio desta reação resulta no acúmulo de fenilalanina e de seus metabolitos no plasma e tecidos (1 a 3 mM) e está relacionado com o retardo mental e convulsões apresentados pelos pacientes. A PKU é uma das mais frequentes e estudadas aminoacidopatias, porém a neurofisiopatologia da doença ainda é pouco conhecida. Estudos recentes tanto em pacientes quanto em animais mostraram que o estresse oxidativo pode estar envolvido na fisiopatologia da PKU devido ao acúmulo de metabólitos tóxicos, à excessiva produção de radicais livres e à influência de uma dieta restrita, que é o tratamento indicado para os pacientes fenilcetonúricos mas pode levar à carência de antioxidantes. O ácido lipóico (AL) é considerado um antioxidante ideal, pois interage com outros antioxidantes, induz expressão gênica e reage com espécies reativas específicas. Além disso, o AL pode ser adquirido na própria dieta e passa facilmente a barreira hematoencefálica, e por isso este composto vem sendo estudado no tratamento e prevenção de estresse oxidativo em diversas doenças neurodegenerativas. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do AL sobre a toxicidade da Phe em parâmetros de estresse oxidativo como atividade das enzimas catalase (CAT); superóxido dismutase (SOD); glutationa peroxidase (GSH-Px) e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), conteúdo de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), de tióis totais e de carbonilas formadas. Além disso, avaliar o potencial antioxidante total (TRAP) e a reatividade antioxidante total (TAR), a concentração de glutationa reduzida (GSH), o conteúdo de 2'7'diclorofluoresceína formado (DCF) e a capacidade de eliminar radicais hidroxilas em cérebro de ratos jovens. Para isso foram realizados experimentos com pré-tratamento do AL in vitro e in vivo em um modelo de experimental de PKU. Foi observado que o prétratamento proposto é eficaz para previnir lipoperoxidação, diminuir as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas, diminuir o coteúdo total de GSH e, ainda, previnir o aumento de radicais gerados pelo acúmulo de Phe no tecido. Mais experimentos precisam ser realizados, porém se os resultados deste trabalho forem observados em pacientes é possível que uma dieta suplementada com AL possa contribuir para o tratamento da PKU.

Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease caused by autosomal recessive severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), which converts phenylalanine (Phe) to tyrosine. The blocking of this reaction results in accumulation of phenylalanine and its metabolites in plasma and tissues (1 to 3 mM) and is linked to mental retardation and seizures in affected patients. PKU is one of the most frequent and studied inherited disorder, but the neuropathophysiology of the disease is still poorly known. Recent studies both in patients and in animals have shown that oxidative stress may be involved in the pathophysiology of PKU because of the accumulation of toxic metabolites, the overproduction of free radicals and the influence of a restricted diet, which is indicated for the treatment patients with PKU but may produce antioxidant deficiencies. Lipoic acid (LA) is considered an ideal antioxidant because it interacts with other antioxidants, induces gene expression and reacts with specific reactive species. Moreover, AL can be acquired in the diet and easily cross the blood brain barrier, and so this compound has been studied in the treatment and prevention of oxidative stress in several neurodegenerative diseases. The purpose of this study was to evaluate the effects of LA against the toxicity of Phe on oxidative stress parameters such as the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), and the content of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), total thiol and carbonyl formed. Furthermore, to evaluate the total antioxidant potential (TRAP) and total antioxidant reactivity (TAR), the concentration of reduced glutathione (GSH), the content of 2'7'diclorofluorescein formed (DCF) and the ability to eliminate hydroxyl radical. So, experiments were performed with pre-treatment of AL in vitro and in vivo in brain of young rats subjected to a chemically-induced PKU. It was observed that the proposed pre-treatment is effective to prevent the increase of lipoperoxidation, the reduction of enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses (especially GSH), and also to prevent the increase of radicals generated by the accumulation of Phe in the tissue. More experiments need to be made, but if the results observed in this work were also seen in patients it is possible that a diet supplemented with AL may contribute to the current dietary treatment of PKU.