Papel da glicose-6-fosfato-desidrogenase e da NADPH oxidase na modulação do estresse oxidativo em cérebro de ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal

Abstract

A diabetes é um distúrbio endócrino do metabolismo dos carboidratos clinicamente caracterizado por hiperglicemia, resultante da incapacidade do organismo em secretar insulina, defeitos na sua ação ou ambos. Recentemente, as conseqüências neurológicas da diabetes no sistema nervoso central têm recebido maior atenção, entretanto os mecanismos pelos quais a hiperglicemia é capaz de danificar o tecido nervoso ainda permanecem pouco esclarecidos. Estudos recentes têm demonstrado que a hiperglicemia é capaz de induzir dano oxidativo em cérebro de ratos. Portanto, o presente trabalho objetivou produzir um modelo de hiperglicemia neonatal em ratos e investigar o papel do estresse oxidativo (EO) na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. Para a indução do modelo de hiperglicemia neonatal foram utilizados ratos Wistar de 5 dias de vida que foram submetidos a administração intraperitoneal de 100 mg/Kg de peso corporal de estreptozotocina (STZ), sendo que 5 dias após a administração de STZ os animais foram sacrificados e a média glicêmica do grupo diabético (222 mg/dL) durante todo tratamento é 82% maior do que a média do grupo controle (121 mg/dL). Os efeitos da hiperglicemia neonatal induzida por STZ foram estudados sobre os seguintes parâmetros de EO em cérebro de ratos: as atividades das enzimas glicose-6-fosfatodesidrogenase (G6PD), 6-fosfogluconato-desidrogenase (6PGD) e NADPH oxidase (Nox); o conteúdo de ânion superóxido (O2 -); as atividades das principais enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSHPx) e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Os ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal apresentaram alto conteúdo de O2•- através da ativação da NADPH oxidase, possivelmente esta ativação dependa do NADPH derivado das enzimas G6PD e 6PGD. Além disso, o aumento dos níveis de O2 - pode ter promovido um efeito rebote de aumento das atividades das principais enzimas antioxidantes (SOD, CAT e GSHPx) e ter induzido a lipoperoxidação em cérebro de ratos. Portanto, esses resultados sugerem que o EO pode representar um mecanismo envolvido nos efeitos da hiperglicemia no sistema nervoso central de ratos neonatos. No entanto, outros estudos parecem ser necessários a fim de melhor caracterizar o papel das espécies reativas na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal.

Diabetes is an endocrine disorder of carbohydrate metabolism characterized by hyperglycemia and is the result of body’s inability to secret insulin or a defect of insulin action or both. The neurological consequences of diabetes on the central nervous system have most recently been received greater attention, but the mechanisms by which hyperglycemia can cause brain damage remain poorly understood. Recent studies have shown that hyperglycemia induces oxidative damage in rat brain. Therefore, this study aimed to produce a model neonatal hyperglycemia and investigate the role of oxidative stress (OS) in the neurotoxicity of neonatal hyperglycemia. The neonatal hyperglycemia was induced by one intraperitoneal administration of 100 mg/ kg body weight of streptozotocin (STZ), 5 days after the STZ administration, the animals were killed and the glucose diabetic group mean (222 mg/dL) during all treatment was 82% higher than the control group mean (121 mg/dL). So, the effects of streptozotocin-induced neonatal hyperglycemia were studied on the following oxidative stress parameters from rat brain: the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGD) and NADPH oxidase (Nox), the content of superoxide anion (O2•-), the activities of the main antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSHPx), and thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). Rats subjected to a model of neonatal hyperglycemia presented high content of O2•- through activation of NADPH oxidase and it is possible that this activation was dependent of G6PD- and 6PGD-derived NADPH. Also, increased levels on O2•- may have promoted a rebout effect, through to enhanced antioxidant enzymes activities (SOD, CAT and GSHPx) and led to lipid peroxidation in the brain. So, these results suggest that OS could represent a mechanism to understand the harmful effect of hyperglycemia on the central nervous system. However, further studies appear to be worthwhile in order to better characterize the role of reactive species in the neurotoxicity of neonatal hiperglycemia.