Efeito do cloreto de mercúrio e do 2,3-dimercaptopropanol sobre a atividade da delta-aminolevulinato desidratase de cérebro, rim e fígado de camundongos, in vivo e in vitro

Abstract

O dimercaprol (BAL ou 2,3-dimercaptopropanol) é um quelante utilizado no tratamento de intoxicações com mercúrio. No entanto, este composto apresenta baixa eficácia terapêutica. É suposto que a ação terapêutica do BAL ocorra através da remoção de mercúrio ligado a proteínas sulfidrílicas. No presente estudo investigou-se o efeito inibitório do tratamento com cloreto de mercúrio (3 dias com 2,3 ou 4,6 mg/kg de HgCl2, sc) sobre a atividade da enzima delta-aminolevulinato desidratase (ALA-D) de cérebro, rim e fígado de camundongos adultos, e uma possível reversão dos efeitos do mercúrio com dimercaprol (0,25 mmol/kg, 24 horas após a última injeção de mercúrio). O cloreto de mercúrio, nas doses injetadas, não inibiu a atividade da ALA-D cerebral. O tratamento com dimercaprol não foi capaz de reverter a inibição de 25% causada por 4,6 mg/kg de HgCh na atividade da ALA-D hepática. A inibição da ALA-D renal por 4,6 mg/kg de cloreto de mercúrio (35% de inibição) foi potencializada após o tratamento com dimercaprol (65% de inibição). Após exposição a 2,3 ou 4,6 mg/kg de cloreto de mercúrio, o conteúdo de mercúrio renal aumentou e atingiu níveis maiores do que nos outros órgãos. Só houve acúmulo de mercúrio no fígado após a exposição a 4,6 mg/kg de HgCl2 e o tratamento com dimercaprol aumentou a deposição do metal neste órgão. O tratamento com dimercaprol também aumentou a deposição de mercúrio no cérebro dos animais expostos a 4,6 mg/kg de HgCl2. A sensibilidade ao efeito combinado do HgCl2 e do dimercaprol, in vitro, foi similar nas enzimas de todos os tecidos estudados. Sem pré-incubação, o dimercaprol, até 500 μM, potencializou o efeito inibitório do cloreto de mercúrio sobre a atividade da ALA-D. Com pré-incubação, 100 a 250 μM de dimercaprol aumentou a sensibilidade da ALA-D ao mercúrio, enquanto que 500 μM de dimercaprol protegeu parcialmente a atividade da ALA-D da inibição por mercúrio. O dimercaprol (500 μM) inibiu a atividade da ALA-D renal e hepática, quando pré-incubado com essas enzimas. Durante a determinação do mecanismo de inibição da ALA-D pelo BAL, foram obtidas evidências de que os dois sítios de ligação de zinco da ALA-D possuem funções diferentes na enzima de camundongos. O zinco ligado ao sítio mais lábil parece estar envolvido na estabilização da ALA-D no estado reduzido, enquanto que o zinco mais firmemente ligado à enzima seria essencial para a atividade da ALA-D. Desse modo, o BAL (até 1 mM) inibiria a ALA-D através da remoção de íons zinco ligados ao sítio lábil, tomando a enzima mais suscetível à oxidação. A potencialização causada pelo BAL na inibição da ALA-D por HgCl2, poderia ser atribuída ao deslocamento de zinco do sítio mais lábil, aumentando a vulnerabilidade dos grupos -SH da enzima à oxidação por mercúrio. Os dados obtidos neste estudo sugerem que o BAL não é capaz de reverter a inibição da enzima sulfidrílica ALA-D por mercúrio; e que na verdade, o BAL per se pode apresentar um efeito inibitório sobre a atividade da enzima, dependendo do tecido. Além disso, o dimercaprol pode potencializar o efeito inibitório do mercúrio sobre a atividade dessa enzima.

Dimercaprol (BAL or 2,3-dimercaptopropanol) is a compound used in the treatment of mercury intoxication, but presents low therapeutic efficacy. It is assumed that dimercaprol acts by reactivating target sulfhydryl-containing proteins. ln the present investigation we studied in mice the inhibitory effect of mercuric chloride treatment (3 days with 2.3 or 4.6 mg/kg HgCl2, sc) on cerebral, renal and hepatic delta-aminolevulinate dehydratase (ALA-D) activity, and a possible reversal of the effect of mercury by dimercaprol (0.25 mmol/kg, 24 hours after the last mercury injection). Mercuric chloride did not inhibit cerebral ALA-D at the doses injected. Dimercaprol treatment did not restore the normal enzyme activity of the liver after the 25% inhibition caused by 4.6 mg/kg HgCl2. ln the kidney, dimercaprol enhanced the inhibitory effect of 4.6 mg/kg mercuric chloride (from 35% after mercury treatment alone to 65% after mercury plus dimercaprol treatment). Mercury content increased in kidney after exposure to 2.3 or 4.6 mg/kg and the levels attained were higher than in any other organ. Mercury accumulated in liver only after exposure to 4.6 mg/kg HgCl2, and dimercaprol further increased mercury deposition. Dimercaprol treatment also increased the levels of mercury in brain of animals exposed to 4.6 mg/kg HgCl2. The enzymes from all sources presented similar sensitivity to the combined effect of HgCl2 and dimercaprol in vitro. ln the absence of pre-incubation, 0 - 500 μM dimercaprol potentiated the inhibitory effect of HgCl2 on ALA-D activity. ln the presence of pre-incubation, 100 and 250 μM dimercaprol enhanced ALA-D sensitivity to mercury, whereas 500 μM dimercaprol partially protected the enzyme from mercury inhibition. Dimercaprol (500 μM) inhibited renal and hepatic ALA-D when pre-incubated with the enzymes. While investigating the mechanism of ALA-D inhibition by BAL we provided some evidences indicating that the two zinc binding sites of mice ALA-D have different functions. Zinc bound to the less tightly metal-site seems to be involved in ALA-D stabilization in a reduced state, while the zinc more tightly bound would be essential for ALA-D activity. Accordingly BAL (up to 1mM) would inhibit ALA-D by removing zinc bound to the less tightly metal-site, rendering the enzyme more susceptible to oxidation. The potentiation caused by BAL on ALA-D inhibiton by HgCl2 could also be attributed to the displacement of zinc from the less tighlty site, increasing the vulnerability of -SH groups from ALA-D to oxidation by mercury. The data obtained in this study suggest that BAL did not act by reactivating mercury-inhibited sulfhydryl-containing ALA-D, and that indeed it may have an inhibitory effect per se depending on the tissue. Furthermore, dimercaprol may potentiate the inhibitory effect of mercury on this enzyme.