Mechanisms of methilmercury toxicity: protective effect of flavonoids / ESTUDO DE MECANISMOS DE TOXICIDADE DO METILMERCÚRIO: PAPEL PROTETOR DE FLAVONÓIDES

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

O metilmercúrio (MeHg) é um importante agente tóxico ambiental que pode causar desordens neurocomportamentais e neurofisiológicas irreversíveis em humanos e animais experimentais. Os principais mecanismos pelos quais o MeHg induz toxicidade são: a ruptura na homeostase do cálcio intracelular, a indução de estresse oxidativo, a inibição da atividade da Na+/K+ ATPase neuronal e mudanças nos níveis das enzimas antioxidantes. Adicionalmente, dados recentes relatam o envolvimento do sistema da tiorredoxina como um dos alvos de toxicidade do MeHg. Por outro lado, os flavonóides possuem propriedades quelantes para metal divalente, atividade antioxidante e são permeáveis a barreira cérebro-sangue. Além disso, eles podem oferecer neuroproteção a uma variedade de modelos animais e celulares de doenças neurológicas, incluindo proteção contra a toxicidade do MeHg. Considerando que o exato mecanismo pelo qual o MeHg exerce toxicidade permanece desconhecido e que poucos e controversos dados sobre a interação do MeHg com flavonóides são encontrados na literatura, este estudo avaliou os mecanismos de toxicidade do MeHg em modelos in vitro e in vivo bem como, o desempenho de diferentes flavonóides: quercetina, quercitrina e rutina em diferentes modelos de toxicidade induzidos pelo MeHg. Nosso estudo mostrou que o MeHg (100μM) causou aumento na peroxidação lipídica e na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) em fatias de córtex de ratos. Os flavonóides quercitrina (25 μg/mL) e quercetina (5, 10 e 25 μg/mL) protegeram contra esta toxicidade, e contra o aumento de ERO produzidas pelo MeHg (5μM) nas mitocôndrias. Diferentemente, o flavonóide rutina não obteve efeito protetor contra a indução da peroxidação lipídica e produção de ERO induzidas pelo MeHg em fatias corticais de cérebro. O aumento na produção de ERO, geradas pelo MeHg, foi dependente do aumento dos níveis intracelulares de cálcio (artigo 1). Já, estudos in vivo com camundongos tratados oralmente com MeHg (5mg/kg), durante 30 dias, mostraram um marcado aumento nos parâmetros de toxicidade (diminuição no ganho de peso, aumento na freqüência de micronúcleos e nefrotoxicidade), diminuição no desempenho do sistema motor (atividade locomotora e coordenação motora), e deficiência na memória espacial, bem como alterações em vários parâmetros bioquímicos (diminuição na atividade da glutationa peroxidase (GPx) e Na+/K+ ATPase e aumento na peroxidação lipídica). O co-tratamento com quercitrina (10mg/kg) pela via intraperitoneal, diminuiu as alterações comportamentais principalmente por diminuir os níveis de peroxidação lipídica e manter a atividade da GPx e da Na+/K+ ATPase iguais aos níveis do controle (manuscrito 1). Além disso, nosso estudo demonstrou, pela primeira vez, que o MeHg inibe a atividade da tiorredoxina redutase (TrxR). Uma única administração oral de MeHg (1, 5, 10 mg/kg), causou uma marcada inibição na atividade da TrxR renal, enquanto no fígad observou-se uma inibição significativa após exposição a 5 e 10 mg/kg (a atividade da TrxR foi determinada 24 horas após a administração de MeHg). No cérebro, o MeHg não inibiu a atividade da TrxR in vivo (artigo 2). Já os resultados in vitro revelaram que o MeHg causou uma inibição concentração dependente na atividade da enzima TrxR isolada de cérebro (0,05 1 μM) fígado (0,05 - 1 μM) e rim (0,025 1 μM). Assim, nós ampliamos a caracterização dos mecanismos associados com os efeitos neuroprotetores dos flavonóides quercetina e quercitrina na toxicidade induzida pelo MeHg. Adicionalmente, outros dados sobre a toxicidade do MeHg, foram obtidos, tais como: (1) o cálcio desempenha um papel central na toxicidade do MeHg, (2) em fatias de cérebro de ratos o MeHg induz estresse oxidativo mitocondrial via interação direta com as mitocôndrias, bem como via mecanismos mitocondriais indiretos. Além disso, (3) o MeHg (5mg/kg) pode levar a inúmeras alterações comportamentais que podem estar relacionadas à inibição da atividade das enzimas GPx e Na+/K+ ATPase e (4) aumento na peroxidação lipídica. A alta afinidade do MeHg por grupos selenóis das moléculas endógenas pode levar (5) a inibição da TrxR o que pode contribuir para a toxicidade do MeHg. Podemos concluir que o MeHg leva a um aumento na produção de ERO pelas mitocôndrias, o que contribui para um aumento na peroxidação lipídica induzida pelo MeHg. Além disso, a inibição de importantes enzimas antioxidantes como a GPx e a TrxR podem contribuir para aumentar o dano oxidativo, que parece estar relacionado com o aparecimento dedanos comportamentais. Desta forma a atividade antioxidante dos flavonóides quercetina e quercitrina parece estar diretamente associada à capacidade destes compostos emproteger contra a toxicidade do MeHg.

ASSUNTO(S)

mehg bioquimica mehg antioxidantes calcium tiorredoxina redutase flavonoids estresse oxidativo thioredoxin redutase flavonóides cálcio oxidative stress antioxidant

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