Efeito in vitro e in vivo da β-alanina sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral e cerebelo de ratos jovens

Abstract

β–alanina é um β-aminoácido derivado da degradação da pirimidina uracila. Em altas concentrações desenvolve uma desordem muito rara da via de degradação das pirimidinas, conhecida como β–alaninemia. O acúmulo do β–aminoácido pode causar consequências bioquímicas como: depleção dos níveis de taurina, aumento de espécies reativas e excreção aumentada de GABA. Essas alterações levam a um distúrbio no desenvolvimento neurológico, contribuindo para a patologia da doença. A β–alanina também é utilzada como suplemento nutricional por atletas visando melhor desempenho físico. Em nosso estudo avaliamos o efeito in vitro e in vivo da β–alanina sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar de 21 dias de idade. Os animais receberam três injeções subcutâneas de β–alanina (300 mg/Kg de peso corporal) e os controles receberam o mesmo volume de solução salina (NaCl 0.85%) em intervalos de três horas. Nos experimentos in vitro verificamos a influência de diferentes concentrações de β–alanina (0,5 e 1.0 mM), onde observamos que o β–aminoácido possui capacidade de alterar a homeostasia das enzimas antioxidantes CAT e SOD, pois em ambos tecidos estudados a atividades da CAT foi inibida e da SOD aumentada na concentração mais alta (1,0 mM). Verificamos que a β–alanina in vitro diminui a oxidação do DCFH em cerebelo e aumenta o conteúdo total de GSH em cortéx cerebral, não alterando os outros parâmetros analisados, entretanto, não foi o observado na administração aguda de β–alanina. Nos experimentos in vivo observamos que o DCFH juntamente com o conteúdo total de tióis aumentaram nos dois tecidos estudados. Não observamos diferença significativa quanto aos níveis de GSH e TBARS. O mecanismo de ação da β–alanina sobre a atividade das enzimas antioxidantes foi diferente nos dois experimentos, pois no modelo agudo a atividade da CAT aumentou, no entanto, a atividade da SOD foi inibida pela β–alanina em cortéx cerebral e cerebelo. Portanto, observamos que a β–alanina altera a atividade das enzimas antioxidantes, aumentando com isso o conteúdo de espécies reativas e gerando possivelmente estresse oxidativo. Esses achados podem contribuir em partes com as alterações neurológicas encontrada em pacientes com β–alaninemia. Além disso, os possíveis efeitos secundários da suplementação nutricional de β-alanina necessitam de mais atenção.

β–alanine is an β-amino acid derived from the degradation of pyrimidine uracil. In high concentrations develops a very rare disorder of pyrimidine degradation pathway, known as β-alaninemia. The accumulation of β-amino acid can cause biochemical consequences such as: depletion of taurine levels, increase of reactive species and increased excretion of GABA. These conditions may cause neurological disturbances, contributing to the pathology of the disease. The β-alanine is also used as a nutritional supplement by athletes seeking to improve physical performance. In this study we evaluated the in vitro and in vivo effects of β-alanine on some parameters of oxidative stress in cerebral cortex and cerebellum of 21-day-old rats. The animals received three peritoneal injections of β-alanine (300 mg /Kg of body weight) and the controls received the same volume of saline solution (NaCl 0.85%) at 3 hours intervals. In vitro experiments verified the influence of different concentrations of β-alanine (0.5 and 1.0 mM), where we observe that the β-amino acid has the ability to alter the homeostasis of enzymes SOD and CAT antioxidant, since in both tissues studied was inhibited activities of CAT and SOD increased at the highest concentration (1.0 mM). We found that the in vitro β-alanine decreases the oxidation of DCFH in cerebellum and increases the total content of GSH in cerebral cortex, without altering other parameters, however, was not observed in the acute administration of β-alanine. In vivo experiments we observed that the DCFH along with the entire content of thiols increased in both tissues studied. No significant difference in the levels of GSH and TBARS. The mechanism of action of β-alanine on the activity of the antioxidant enzymes was different in the two experiments, in acute model of CAT activity increased, however, SOD activity was inhibited by β-alanine in cerebral cortex and cerebellum. Therefore, we found that β-alanine alters the activity of enzymes antioxidants, thus increasing the content of reactive species and possibly generating oxidative stress. These findings may in part contribute to the neurological alterations found in patients with β-alaninemia. Besides, possible side effects of the nutritional supplementation of β-alanine need more attention.