Influência do processo inflamatório, estresse oxidativo e metais sobre a cognição em idosos

Abstract

A longevidade tem aumentado globalmente em razão das melhorias nas condições de saúde, sanitárias, sociais, entre outras. Nesta linha, há um aumento da população idosa, inclusive em países em desenvolvimento. Sabe-se que o envelhecimento é um fenômeno multifatorial, assim, as possíveis influências regionais sobre este processo necessitam de estudos. Os efeitos do status oxidativo, micronutricional e inflamatório sobre o declínio cognitivo relacionado à idade se apresentam como uma importante linha de estudos. Além disso, outra influência sobre a saúde dos idosos pode ser a institucionalização. Portanto, no presente estudo se propôs avaliar idosos institucionalizados e não-institucionalizados e a possível influência do estresse oxidativo, do processo inflamatório e dos níveis de metais sobre a função cognitiva. Os resultados demonstraram aumento do dano oxidativo a lipídios e proteínas, nos idosos institucionalizados, assim como uma significativa redução dos antioxidantes em comparação com os não institucionalizados. Vale ressaltar que, em geral, os micronutrientes estavam dentro dos valores de referência para adultos, porém estes valores podem não ser adequados para as necessidades no envelhecimento. Por outro lado, as citocinas pró-inflamatórias se encontraram elevadas nos institucionalizados comparados aos não-institucionalizados, sendo associadas com o status oxidativo. Além disso, os idosos institucionalizados apresentaram pior desempenho cognitivo comparado aos não-institucionalizados, o qual foi associado ao aumento de proteínas carboniladas (PCO) e citocinas pró-inflamatórias e à diminuição de glutationa peroxidase (GPx). De fato o sistema nervoso é mais vulnerável ao estresse oxidativo e a maior expressão de citocinas pode alterar a expressão de genes relacionados com funções cognitivas. Adicionalmente, o licopeno apresentou correlação positiva com a cognição, no teste de nomeação de Boston. O modelo escolhido na análise multivariada demonstrou que antioxidantes endógenos apresentaram um papel crítico no declínio cognitivo, por outro lado, não se pode desconsiderar o envolvimento de outros fatores nesse processo. Em relação à avaliação da proteína tiólica, δ-aminolevulinato desidratase (ALA-D) sanguínea, foi observada reduzida atividade durante o envelhecimento. O declínio cognitivo, principalmente das funções de memória de trabalho e memória visual, também foi associado à diminuição da atividade da ALA-D, que ao ocorrer leva ao acúmulo de seu substrato, o ácido δ-aminolevulínico (ALA), o qual é considerado neurotóxico. Portanto, a ALA-D parece estar ligada à fisiopatologia do declínio cognitivo. Em geral, os níveis de metais tóxicos estavam acima dos valores recomendados pela OMS e através dos modelos de regressão pode-se sugerir que eles atuam como fatores adicionais no declínio cognitivo relacionado à idade, uma vez que podem afetar diretamente a cognição, como foi demonstrado para o V e Hg, ou ainda, podem impedir o correto funcionamento da enzima ALA-D. Por outro lado, o elemento essencial Se pode ser um importante aliado na preservação da capacidade cognitiva. Adicionalmente, quando os idosos foram comparados conforme seu desempenho no Mini-Exame do Estado Mental (MEEM) utilizando pontos de corte adequados à escolaridade, observou-se que aqueles que tinham declínio cognitivo apresentaram maiores níveis de ácidos graxos 14:0, 16:0, 16:1n-7 e menores níveis de 22:0, 24:1n-9, 22:6n-3 (DHA), bem como do total de ácidos graxos poliinsaturados. A relação n-6/n-3 foi elevada em ambos os grupos de estudo, com e sem declínio cognitivo, enquanto que altos níveis de homocisteína (Hcy), proteína C reativa (PCR) e perfil lipídico foram observados no grupo com declínio. Além disso, uma melhor função cognitiva foi associada aos ácidos graxos ômega 3, principalmente ao DHA, e também ao ácido graxo 24:1n-9. Em contraste, quanto maiores eram os níveis dos ácidos graxos 14:0, 16:0, 16:1n-7, da relação n-6/n-3 e de Hcy, menor era o desempenho cognitivo nos diferentes testes utilizados. Além disso, os ácidos graxos ômega 3, particularmente o DHA, foram associados inversamente com o risco cardiovascular, avaliado pelos níveis de homocisteína. Cada ácido graxo atua de forma específica, portanto, uma ingestão equilibrada de nutrientes essenciais, como por exemplo, ômega 3 e ômega 6, é essencial para a saúde, evitando o prejuízo de um estado pró-inflamatório permanente e influenciando grandemente as funções do sistema nervoso, bem como a saúde vascular. Sendo assim, o dano oxidativo excessivo e inflamatório pode ser sugerido como um fator de risco para o declínio cognitivo que acaba culminando no desenvolvimento de desordens neurológicas. Em conclusão, os dados obtidos no presente estudo poderão auxiliar no melhor entendimento das alterações fisiopatológicas do declínio cognitivo associado à idade, condição determinante da redução da qualidade de vida durante o envelhecimento.

Longevity has increased globally due to improvements in health, sanitation and social conditions, among others. In this line, there is an increase in the elderly population, even in developing countries. It is known that aging is a multifactorial phenomenon; thus, further studies about the possible regional influences on this process are needed. The oxidative, micronutritional and inflammatory status on cognitive decline are presented as an important line of studies. Moreover, the institutionalization could be another influence on the elderly health. Therefore, the present study aimed to evaluate institutionalized and non-institutionalized elderly and the possible influence of oxidative stress, inflammation and levels of metals on cognitive function. The results demonstrated increased oxidative damage to lipids and proteins, in institutionalized elderly, as well as a significant decrease of antioxidants. It is noteworthy that, in general, the micronutrients were within the reference values for adults; however, these values may not be suitable for the aging needs. On the other hand, pro-inflammatory cytokines were elevated in the institutionalized compared to non-institutionalized elderly, being associated with oxidative status. Furthermore, the institutionalized elderly showed poorer cognitive performance compared to non-institutionalized, which was associated with increased protein carbonyls (PCO) and pro-inflammatory cytokines and decreased glutathione peroxidase (GPx). In fact the nervous system is more vulnerable to oxidative stress and the increased expression of cytokines can modify the expression of genes related to cognitive functions. Additionally, lycopene was positively correlated with cognition, in the Boston’s Appointment Test. The multiple linear regression model chosen demonstrated that endogenous antioxidants showed a critical role in cognitive decline, on the other hand, it cannot be ignored the involvement of other factors in this process. Regarding the thiol protein assessment, blood δ-Aminolevulinate dehydratase (ALA-D) showed reduced activity in aging. The cognitive decline, mainly the functions of working memory and visual memory, was also associated with decreased ALA-D activity, which leads to accumulation of δ-aminolevulinic acid (ALA), which is known as a neurotoxic substrate. Therefore, ALA-D appears to be linked to the pathophysiology of cognitive decline. In general, the levels of toxic metals were above the recommended values by WHO. Through regression models it may be suggested that they act as additional factors in age-related cognitive decline, since they can directly affect cognition, as demonstrated to V and Hg, or still, prevent proper operation of ALA-D enzyme. On the other hand, the essential element Se may be an important tool for the preservation of cognitive ability. Additionally, when the elderly were compared according to their performance on the Mini-Mental State Examination (MMSE) using appropriate cutoffs for scolarity, it was observed that those who had cognitive impairment presented higher levels of 14:0, 16:0, 16:1n-7 fatty acids and lower levels of 22:0, 24:1n-9, 22:6n-3 (DHA), as well as total of polyunsaturated fatty acids. The n-6/n-3 ratio was high in both study groups, with and without cognitive decline, while higher levels of homocysteine (Hcy), C-reactive protein (CRP) and lipid profile were observed in the group with decline. In addition, better cognitive function was associated with omega-3 fatty acids, mainly DHA, and also with the 24:1n-9 fatty acid. In contrast, higher levels of 14:0, 16:0, 16:1n-7 fatty acids, n-6/n-3 ratio and Hcy were associated with lower performance on different cognitive tests. Omega 3 fatty acids, particularly DHA, were inversely associated with cardiovascular risk, measured by homocysteine levels. Each fatty acid acts in a specific way, so a balanced intake of essential nutrients, such as omega 3 and omega 6, is essential to health, avoiding the harmful of a permanent pro-inflammatory state and greatly influencing the nervous system functions and vascular health. Thus, excessive oxidative damage and inflammation may be suggested as risk factors for cognitive decline culminating in the development of neurological disorders. In conclusion, the data obtained in this study may help to better understanding the pathophysiological alterations of age-related cognitive decline, a determining factor to reduced quality of life during aging.