Alterações temporais no metabolismo de glicose e na homeostase redox estriatal em camundongos administrados com 6-OHDA: o papel da disfunção metabólica na Doença de Parkinson

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hayashide, Lívia de Sá
Data de Publicação: 2025
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
dARK ID: ark:/87559/0013000017r4m
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/37191
Resumo: A Doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa que se caracteriza pelo comprometimento motor, além de uma série de sinais não-motores. Sua principal característica fisiopatológica é a degeneração progressiva de neurônios dopaminérgicos da substância nigra pars compacta (SNpc) que leva a um comprometimento crítico da via nigroestriatal, envolvida com o controle motor. Esses neurônios possuem certas particularidades que os tornam mais suscetíveis a formar espécies reativas de oxigênio (ROS), que consequentemente podem levá-los à morte por apoptose. A DP, que antes era designada uma doença exclusivamente do sistema dopaminérgico, atualmente tem se mostrado cada vez mais complexa e heterogênea, envolvendo uma série de outras estruturas cerebrais e neurotransmissores. Trabalhos já apontam que doenças neurodegenerativas possivelmente são resultado de disfunções metabólicas. A mitocôndria, além de seu papel central no metabolismo energético, atua na DP tanto na sua forma genética quanto na forma esporádica, o que faz da organela um dos focos dos estudos da doença. A glicose, principal fonte de energia do cérebro, e seu metabolismo encontram-se diretamente relacionadas com o funcionamento mitocondrial e também são intimamente relacionadas com a sinalização dopaminérgica. Isso evidencia a importância do estudo do metabolismo energético no contexto da DP. Para o estudo da DP in vivo existem diversos modelos animais, sendo um deles através da administração da 6-hidroxidopamina (6-OHDA), uma neurotoxina catecolaminérgica que, ao ser administrada in situ, causa a morte dos neurônios dopaminérgicos. O objetivo do presente trabalho foi estudar de forma temporal as alterações que ocorrem no metabolismo energético e no metabolismo redox estriatal de camundongos, simulando o quadro progressivo da DP em humanos. A análise comportamental no teste do campo aberto após administração de apomorfina mostrou que 48 horas após a lesão, os animais ainda não apresentam as rotações características do modelo, entretanto já há indícios de um comprometimento motor observado pela dificuldade do animal apoiar-se nas patas do lado lesionado e também a cauda rígida e inclinada para a direita. A análise neuroquímica dos marcadores dopaminérgicos, tirosina hidroxilase (TH) e o transportador de dopamina (DAT), revelou uma diminuição no conteúdo de DAT no hemisfério lesionado já em 48 horas após a cirurgia, que persistiu após 1 semana. Já a TH apresentou uma queda somente 1 semana após a lesão. A análise in situ das ROS através de sondas que emitem fluorescência mostrou um aumento tanto na 2,7-diclorodihidrofluoresceina diacetato (DCFH-DA) quanto na 3’-(p-aminofenil) fluoresceína (APF) em tempos de sobrevida diferentes tanto nos estriados lesionados quanto no controle, apontando que no modelo de 6-OHDA temos diferentes espécies reativas atuando em tempos e graus distintos. Já a análise da atividade de duas importantes enzimas do metabolismo glicolítico, hexoquinase (HK) e lactato desidrogenase (LDH) em diferentes frações do estriado, revelou uma possível diminuição na produção de adenosina trifosfato (ATP), evidenciada por uma tênue diminuição na atividade da HK mitocondrial e aumento na HK citosólica nas primeiras sobrevidas em conjunto com a diminuição da atividade da LDH citosólica. Os dados em conjunto mostram que um dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos na depleção dopaminérgica da DP abrange também alterações no metabolismo energético, que devem ser um alvo para melhor entendimento das vias alteradas na doença.
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A DP, que antes era designada uma doença exclusivamente do sistema dopaminérgico, atualmente tem se mostrado cada vez mais complexa e heterogênea, envolvendo uma série de outras estruturas cerebrais e neurotransmissores. Trabalhos já apontam que doenças neurodegenerativas possivelmente são resultado de disfunções metabólicas. A mitocôndria, além de seu papel central no metabolismo energético, atua na DP tanto na sua forma genética quanto na forma esporádica, o que faz da organela um dos focos dos estudos da doença. A glicose, principal fonte de energia do cérebro, e seu metabolismo encontram-se diretamente relacionadas com o funcionamento mitocondrial e também são intimamente relacionadas com a sinalização dopaminérgica. Isso evidencia a importância do estudo do metabolismo energético no contexto da DP. Para o estudo da DP in vivo existem diversos modelos animais, sendo um deles através da administração da 6-hidroxidopamina (6-OHDA), uma neurotoxina catecolaminérgica que, ao ser administrada in situ, causa a morte dos neurônios dopaminérgicos. O objetivo do presente trabalho foi estudar de forma temporal as alterações que ocorrem no metabolismo energético e no metabolismo redox estriatal de camundongos, simulando o quadro progressivo da DP em humanos. A análise comportamental no teste do campo aberto após administração de apomorfina mostrou que 48 horas após a lesão, os animais ainda não apresentam as rotações características do modelo, entretanto já há indícios de um comprometimento motor observado pela dificuldade do animal apoiar-se nas patas do lado lesionado e também a cauda rígida e inclinada para a direita. A análise neuroquímica dos marcadores dopaminérgicos, tirosina hidroxilase (TH) e o transportador de dopamina (DAT), revelou uma diminuição no conteúdo de DAT no hemisfério lesionado já em 48 horas após a cirurgia, que persistiu após 1 semana. Já a TH apresentou uma queda somente 1 semana após a lesão. A análise in situ das ROS através de sondas que emitem fluorescência mostrou um aumento tanto na 2,7-diclorodihidrofluoresceina diacetato (DCFH-DA) quanto na 3’-(p-aminofenil) fluoresceína (APF) em tempos de sobrevida diferentes tanto nos estriados lesionados quanto no controle, apontando que no modelo de 6-OHDA temos diferentes espécies reativas atuando em tempos e graus distintos. Já a análise da atividade de duas importantes enzimas do metabolismo glicolítico, hexoquinase (HK) e lactato desidrogenase (LDH) em diferentes frações do estriado, revelou uma possível diminuição na produção de adenosina trifosfato (ATP), evidenciada por uma tênue diminuição na atividade da HK mitocondrial e aumento na HK citosólica nas primeiras sobrevidas em conjunto com a diminuição da atividade da LDH citosólica. Os dados em conjunto mostram que um dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos na depleção dopaminérgica da DP abrange também alterações no metabolismo energético, que devem ser um alvo para melhor entendimento das vias alteradas na doença.Parkinson's Disease (PD) is a neurodegenerative disease characterized by motor impairment in addition to a series of non-motor signs. Its main pathophysiological characteristic is the progressive degeneration of dopaminergic neurons of the substantia nigra pars compacta (SNpc), which leads to a critical impairment of the nigrostriatal pathway, which is implicated with motor control. These neurons have certain peculiarities that make them more susceptible to create reactive oxygen species (ROS) that can consequently lead to death by apoptosis. PD, which was previously designated as a disease exclusively of the dopaminergic system, has shown itself to be increasingly complex and heterogeneous, involving different brain structures and neurotransmitters. Previous works already pointed out that neurodegenerative diseases are possibly the result of metabolic dysfunctions. Mitochondria, in addition to its central role in energy metabolism, acts in PD, both in its genetic form and in its sporadic form, which makes this organelle one of the focuses of studies on the disease. Glucose, the brain's main energy source, and its metabolism are directly related to mitochondrial functioning and are also closely related to dopaminergic signaling. This highlights the importance of studying bioenergetics in the context of PD. For the study of PD in vivo, there are several animal models, one of them through the administration of 6-hydroxydopamine (6- OHDA), a catecholaminergic neurotoxin that, when administered in situ, causes the death of dopaminergic neurons. The objective of the present work was to study, in a temporal way, the alterations that occur in the energetic metabolism and in the striatal redox metabolism of mice, simulating the progressive picture of PD in humans. The behavioral analysis in the open field test, after apomorphine administration, showed that 48 hours after the injury, the animals still do not exhibit the characteristic rotations of the model, however there is already evidence of a motor impairment observed due to the difficulty of the animal to support itself on the paws of the injured side and also the tail rigid and tilted to the right. Neurochemical analysis of dopaminergic markers, tyrosine hydroxylase (TH) and dopamine transporter (DAT), revealed a decrease in DAT content in the injured hemisphere as early as 48 hours after surgery, which persisted after 1 week. TH, on the other hand, had a decay only 1 week after the injury. The in situ analysis of ROS through probes that emit fluorescence showed an increase in both 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) and 3'-(p-aminophenyl) fluorescein (APF) at different survival times in both injured striatum as in the control, pointing out that in the 6-OHDA model, we have different reactive species acting at different times and degrees. The analysis of the activity of two important enzymes of glycolytic metabolism, hexokinase (HK) and lactate dehydrogenase (LDH) in different fractions of the striatum revealed a possible decrease in ATP production evidenced by a slight decrease in mitochondrial HK activity and an increase in cytosolic HK in the first survivals together with the decrease of cytosolic LDH activity. The data together shows that one of the pathophysiological mechanisms involved in the dopaminergic depletion of PD also encompasses changes in energy metabolism that should be a target for a better understanding of the altered pathways in the disease118 f.Ribeiro, Manuel Gustavo Leitãohttp://lattes.cnpq.br/8039485934181427Pandolfo, PabloGomes, Ana Lúcia TavaresRodrigues, Alexandre dos SantosMendonça, Henrique RochaPrediger, Rui Daniel Schröderhttp://lattes.cnpq.br/7999525433118749Hayashide, Lívia de Sá2025-03-14T16:58:28Z2025-03-14T16:58:28Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfHAYASHIDE, Lívia de Sá. Alterações temporais no metabolismo de glicose e na homeostase redox estriatal em camundongos administrados com 6-OHDA: o papel da disfunção metabólica na Doença de Parkinson. 2021. 118 f. 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