Ácido quinolínico altera o status oxidativo e a função mitocondrial em fatias de estriado de ratos Wistar: papel neuroprotetor do ácido quinurênico

Abstract

A degradação do triptofano pela via das quinureninas produz diversos metabólicos neuroativos. Dentre eles, o ácido quinolínico (QUIN) é um agonista seletivo de receptores NMDA que exerce efeitos neurotóxicos sobre as células, causando aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, disfunção mitocondrial e ativação de vias de morte celular. A concentração de QUIN se encontra aumentada em stuações de injúria cerebral, inflamação e processos neurodegenerativos. Já o ácido quinurênico (KYNA), produzido pela mesma via, é antagonista de receptores glutamatérgicos e colinérgicos e possui propriedades neuroprotetoras, atuando como antioxidante. Alterações na razão KYNA/QUIN estão correlacionadas a manifestação de desordens do sistema nervoso central, mas os mecanismos envolvidos necessitam ser melhor elucidados. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação de QUIN sobre parâmetros oxidativos (produção de espécies reativas de oxigênio, atividade de enzimas antioxidantes, peroxidação lipídica, danos a proteínas e ao DNA, níveis de nitritos e imunoconteúdo de iNOS), bem como sobre parâmetros de função mitocondrial e bioenergéticos (massa e potencial de membrana mitocondrial, cadeia transportadora de elétrons), sobre a atividade da Na⁺,K⁺-ATPase e os níveis de Nrf2 em fatias de estriado de ratos Wistar jovens e o possível papel neuroprotetor de KYNA frente a esses insultos. Fatias de estriado de ratos Wistar de 30 dias de idade foram pré-incubadas com KYNA 100 µM por 15 minutos, posteriormente QUIN 100 µM foi acrescentado ao meio de incubação por mais 30 minutos. Nossos resultados mostraram que o QUIN causou um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e uma diminuição na atividade das enzimas antioxidantes, causando também danos a proteínas, lipídios e DNA, assim como diminuiu os níveis de Nrf2. KYNA foi capaz de prevenir os efeitos causados por QUIN, exceto o dano a proteínas. Além disso, QUIN foi capaz de alterar a massa e o potencial de membrana mitocondrial, assim como a atividade dos complexos da cadeia transportadora de elétrons, sendo esses efeitos prevenidos por KYNA. A diminuição na atividade da Na⁺,K⁺ATPase não foi prevenida por KYNA. Nossos resultados mostram que o QUIN causa alterações no status oxidativo e na função mitocondrial em fatias de estriado de ratos, sendo a maioria dessas alterações prevenida por KYNA, possivelmente por sua ação antioxidante. Este estudo permite elucidar alguns dos mecanismos de KYNA frente aos danos causados por QUIN.

The degradation of tiyptophan by kynurenine pathway produce important metabolites with neurological activity. Among them, the quinolinic acid (QUIN) is a selective antagonist of NMDA receptors that can exert neurotoxic effects on the cells, causing an increase in the production of reactive oxygen and nitrogen species, mitochondrial dysfunction and activation of cell death pathways. The QUIN concentration is increased in situations of brain injury, stress, inflammation and neurodegenerative processes. However, kynurenic acid (KYNA), produced by lhe same pathway, is an antagonist of glutamatergic and cholinergic receptors, besides that KYNA has neuroprotective properties given its antioxidant action. Changes in lhe KYNA/QUIN ratio are correlated with lhe manifestation of central nervous system disorders, but the mechanisms involved need to be better elucidated. The aim of this project was to evaluated lhe action of QUIN on oxidative parameters such as the production of reactive species of oxygen, the activity of antioxidant enzymes, lipid peroxidation, protein and DNA damage, nitrite levels and iNOS immunocontent; on mitochondrial function, as mass and mitochondrial membrane potential, electron transport chain, also Na⁺, K⁺-ATPase activity and levels of Nrf2 in striatum slices of young Wistar rats and the possible neuroprotective role of KYNA against these insults. Striatum slices from 30-oldday Wistar rats were pre-incubated with KYNA 100 µM by 15 minutes, subsequently 100 µM QUIN was added to the incubation medium for more 30 minutes. Our results demonstrate that QUIN causes oxidative and mitochondrial changes in striatum slices of rats, most of these changes being prevented by KYNA, possibly due to its antioxidant action. This study allows elucidating some of the mechanisms of KYNA against the damages caused by QUIN.