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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE – UNESC CURSO DE FARMБCIA DEBORA DIMER MAGGI NORMAS DA REVISTA DE PUBLICAЗГO Revista Brain Research Bulletin CRICIЪMA, JUNHO D UNIVERSIDADE DO DЙBORA DIMER MAG 5 Svipe nextp SE – UNESC TRABALHO DE CONCLUSAO DE CURSO – TCC ARTIGO CRICIUMA, JUNHO DE 2010. Efeito da administraзгo crфnica de antidepressivos sobre a atividade da cadeia respiratуria mitocondrial em cйrebro de ratos Dйbora D.

Maggi 1 ,3, Giselli Scainil ,3, Emilio L Streckl ,3* 1 Laboratуrio de Fisiopatologia Experimental, Programa de Pуs- graduaзгo em Ciкncias da Saъde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciъma, SC, Brasil; 2Laboratуrio de Neurociкncias, Programa de Pуs-graduaзгo em estudo avaliamos as atividades dos complexos da cadela respiratуria mitocondrial em diferentes estruturas cerebrais de ratos submetidos а administraзгo crфnica dos antidepressivos nortriptilina, paroxetina e venlafaxina.

Primeiramente verificamos que a administraзгo crфnica de paroxetina aumentou a atividade do complexo no cуrtex prй-frontal, hipocampo, estriado e cуrtex cerebral. Alйm disso, a atividade do complexo II tambйm aumentou com administraзгo deste fбrmaco no hipocampo, striado e cуrtex cerebral; e a atividade do complexo IV no cуrtex prй-frontal. Do mesmo modo, a administraзгo crфnica de nortriptilina aumentou a atividade do complexo II no hipocampo e estriado e a atividade do complexo IV no cуrtex prй- frontal, estriado e cуrtex cerebral.

Finalmente a administraзгo crфnica de venlafaxina aumentou a atividade do complexo II no hipocampo, estriado e cуrtex cerebral e a atividade do complexo IV no cуrtex prй-frontal. Com base no presente estudo supхe- se que um aumento no metabolismo energйtico cerebral pelos antidepressivos paroxetina, nortriptilina e venlafaxina podem esempenhar um papel no mecanismo de aзгo dessas drogas. Estes dados corroboram com outros estudos que sugerem que alguns antidepressivos modulam o metabolismo energйtico cerebral.

Palavras-chave: cadeia respiratуria mitocondrial; cйrebro; paroxetina; venlafaxina e nortriptilina. 1. Introduзгo A depressгo maior й o transtorno mental mais prevalente, com um predomнnio estimado em 13,5-21,2% [1-3]. Acredita- se que 5% da populaзгo sofrem de depressгo [4]. Junto com esquizofrenia, a depressгo й responsбvel por 60% dos suicнdios no mundo e й previsto que serб a segunda maior caus 20F epressгo й responsбvel por 60% dos suicнdios no mundo e й previsto que serб a segunda maior causa de incapacitaзгo em 2020, independente da idade e do sexo do paciente [5].

Os mecanismos fisiopatolуgicos e o tratamento farmacolуgico da depressгo maior dгo enfoque principalmente а hipуtese das monoaminas Esta hipуtese prevк que a depressгo maior й resultado da desregulaзгo dos neurotransmissores pela serotonina, noradrenalina e dopamina e que os tratamentos estгo embasados em normalizar os nнveis reduzidos desses neurotransmissores [7].

De fato, quase todos antidepressivos sados clinicamente aumentam a concentraзгo extracelular de serotonina ou norepinefrina pela inibiзгo da recaptaзao sinбptica ou bloqueio da degradaзгo dos mesmos, atravйs da inibiзгo da atividade da monoamina oxidase [8,9]. Alйm disso, antidepressivos que atuam em monoaminas permanecem como primeira linha de tratamento para a depressгo, mas o longo atraso terapкutico e as baixas taxas de remissгo (aproximadamente 30%) tкm estimulado novas pesquisas por agentes mais eficazes [10].

O tratamento para a depressгo foi revolucionado pelo descobrimento dos inibidores da monoamnaoxidase e antidepressivos tricнciclos. Desde entгo, a disponibilidade de drogas mais novas e com menor efeito colateral aumentaram consideravelmente, oportunizando um tratamento mais seguro a um nъmero significativo de pacientes [11].

Contudo, antidepressivos muito usados, como o inibidor seletivo da recaptaзгo serotonina (SSRI), sгo frequentemente eficazes, a eficбcia total pode ser vista apenas depois de algumas semanas, entretanto muitos pacientes respondem apenas parcialmente ao tratamento, ou nгo respondem tratamento, ou nгo respondem a ele [12-14]. Tecidos com uma alta demanda energйtica tais como o cйrebro, contкm uma grande quantidade de mitocфndrias, sendo ssim mais suscetiVel a reduзгo do metabolismo aerуbico. As mitocфndrias sгo organelas intracelulares que representam um papel crucial na produзгo de trifosfato de adenosina (ATP) [15].

A maior parte de energia celular й obtida atravйs da fosforilaзгo oxidativa, um processo que requer a aзгo de vбrios complexos enzimбticos localizados no interior da membrana mitocondrial, a cadeia respiratуria mitocondrial [16]. A disfunзгo mitocondrial tem se mostrado envolvida na patogкnese de algumas doenзas que afetam o cйrebro, tais como demкncia, isquemia, Mal de Alzheimer e Mal de Parkinson [17-23]. Nesse contexto, muitas pesquisas recentes tambйm suportam a hipуtese de que a deficiкncia de energia estб envolvida na fisiopatologia da depressгo [24-27].

Portanto, baseado na hipуtese de que a deficiкncia de energia pode estar envolvida na fisiopatologia da depressгo, o presente estudo avalia a atividade dos complexos da cadeia respiratуria mitocondrial em cйrebros de ratos submetidos а administraзгo crфnica de paroxetina (inibidor da recaptaзгo de serotonina), nortriptilina (antidepressivo tricнclico) e venlafaxina (inibidor da recaptaзao de serotonina e noradrenalina). 2. Materiais e Mйtodos Animais: ratos machos adultos Wistar (250-300 g) obtidos do Biotйrio da Universidade do Extremo Sul Catarinense.

Os animais foram mantidos em ambiente climatizado (23 ± 1 aC) com ciclo claro-escuro de 12 horas (luzes acesas 07h00min), com бgua e alimentaзгo 40F com ciclo claro-escuro de 12 horas (luzes acesas 07hOOmln), com бgua e alimentaзгo padrгo livre. Este estudo foi executado conforme as recomendaзхes para o cuidado e o uso com o animal de acordo com a Sociedade Brasileira de Neurociкncias e Comportamento (SBNeC) e com a aprovaзгo do Comitк de Йtica da Universidade do Extremo Sul Catarinense.

Fбrmacos: Os animais receberam diariamente injeзхes intraperitoneais de paroxetina (10 mg/kg), nortriptilina (1 5 mg/ kg) ou venlafaxina IO (mg/kg) durante 15 dias. Todos os fбrmacos foram dissolvidos em soluзгo salina (veнculo). Os animais controle receberam o veнculo (1. 0 mUkg). Preparaзгo dos tecidos e homogeneizados cerebral: Doze horas apуs a ъltima injeзгo, os ratos foram mortos por decapitaзгo, o cйrebro foi rapidamente removido e o hipocampo, cerebelo, estriado, cуrtex prй-frontal e cуrtex cerebral foram separados.

As estruturas cerebrais foram homogeneizadas em tampгo SETH (sacarose 250 mM, EDTA 2 mM, Trizma Base 10 mM e heparina 50 Ul/mL) (1 :10, p/v) pH 7,4. Os homogeneizados foram centrifugados a 800 x g durante IO minutos e os sobrenadantes mantidos a -70 oc atй a determinaзгo da atividade das enzimas utilizadas. O perнodo mбximo entre a preparaзгo do homogeneizado e a anбlise enzimбtica foi sempre inferior a 5 dias. O teor de proteinas foi determinado pelo mйtodo descrito por Lowo,’ e colaboradores [25] usando albumina bovina como padrгo.

Atividades de enzimas da cadeia respiratуria mitocondrial: NADH desidrogenase (complexo l) foi avaliada pelo mйtodo descrito or Cassina e Radi [29] pela taxa de reduзгo NADH-dependente ferricianeto em А = 420 nm. As atividades da succinato-2,6- dicloroindofenol (DCIP)-O NADH-dependente ferricianeto em А = 420 nm. As atividades da succinato-2,6-dicloroindofenol (DCIP)-oxidoredutase (complexo II) e succinato:citocromo c oxidoredutase (complexo 11-111) foram determinadas pelo mйtodo descrito por Fischer e colaboradores [30].

Atividade do complexo II foi avaliada seguindo o decaimento da absorbкncia devido а reduзгo de 2,6-DCIP em 600 rim. Atividade do complexo 11-111 foi medida pela reduзгo citocromo c pelo succinato em А = 550 nm. A atividade da citocromo c oxidase (complexo IV) foi analisada de acordo com o mйtodo descrito por Rustin e colaboradores [31], medido pela diminuiзгo da absorbвncia devido а oxidaзгo do citocromo c anteriormente reduzido em А = 550 nm.

As atividades da cadeia respiratуria mitocondrial complexos foram calculados em nmol / min mg de proteнna. Anбlise estatнstica: Os dados foram analisados pelo teste-t de Student’s, quando F foi significativo. Todas as anбlises foram realizadas utilizando o programa Statistical Package for Social Science (SPSS). 3. Resultados Investigou-se, primeiramente, as atividades dos complexos da adeia respiratуria mitocondrial na presenзa de nortriptilina em homogeneizados do cуrtex prй-frontal, hipocampo, estriado, cerebelo e cуrtex cerebral do cйrebro de ratos.

A Figura 1 mostra que os ratos que receberam a administraзгo deste antidepressivo apresentaram um aumento da atividade do complexo II no hipocampo e estriado, enquanto que cуrtex prй- frontal, cerebelo e cуrtex cerebral nгo foram afetados (Figura 1 B). Alйm disso, a atividade do complexo IV aumentou no cуrtex prй-frontal, estriado e cуrtex cerebral, sem afetar cerebelo e o hipocampo (Figura ID). Por outro lado rй-frontal, estriado e cуrtex cerebral, sem afetar cerebelo e o hipocampo (Figura 1 D). or outro lado, a administraзгo crфnica de nortriptilina nгo afetou a atividade dos complexos 11-111 nas estruturas cerebrais analisadas (Figuras IA e 1 C, respectivamente). O prуximo conjunto de experimentos foi realizado para avaliar o efeito da paroxetina nas atividades dos complexos da cadeia respiratуria. A Figura 2 mostra que a administraзгo crфnica de paroxetina aumentou a atividade do complexo no cуrtex prй- frontal, hipocampo, estriado e cуrtex cerebral, ao passo que o cerebelo nгo foi afetado (Figura 2A).

Alйm disso, a atividade do complexo II aumentou com a administraзгo deste antidepressivo no hipocampo, estriado e cуrtex cerebral (Figura 23); e a atividade do complexo IV aumentou no cуrtex prй-frontal (Figura 20), sem efeitos em outras estruturas cerebrais. Por outro lado, a atividade do complexo 11-111 nao foi alterada pela administraзгo de paroxetina em nenhuma das estruturas analisadas (Figura 2C). or fim, foi testada a influкncia da administraзгo crфnica de venlafaxina nas atividades dos complexos da cadeia respiratуria. Pode ser observado na Figura 3, que a atividade do complexo umentou no hipocampo, estriado e cуrtex cerebral (Figura 38), enquanto que a atividade do complexo IV aumentou apenas no cуrtex prй-frontal (Figura 3D). Por outro lado, as atividades do complexo I e 11-111 nгo foram alteradas pela administraзгo de venlafaxna em nenhuma das estruturas analisadas (Figuras 3A e 3C, respectivamente). . Discussгo A fosforilaзгo oxidativa mitocondrial й a principal via de produзгo de ATP, que fornece atй 95% do total de energia a principal via de produзгo de ATP, que fornece atй 95% do total de energia necessбria аs cйlulas [32]. Na maioria dos rganismos, a cadeia respiratуria mitocondrial й composta por quatro complexos enzimбticos onde as unidades de transporte de elйtrons translocam os prуtons da matriz mitocondrial para a o espaзo intermembrana.

A dissipaзгo desses prуtons acontece atravйs da sнntese catalнtica de formaзгo de ATP pela fosforilaзгo do ADP [33]. Estudos tкm sugerido que danos а cadeia de transporte de elйtrons mitocondrial pode ser um fator importante na patogкnese de uma sйrie de transtornos psiquiбtricos [34,35], incluindo a depressгo maior. De fato, Gardner e colaboradores [36] mostraram uma diminuiзгo significativa dos Нndices de roduзгo mitocondrial de ATP e da enzima mitocondrial no mъsculo de pacientes com transtorno depressivo maior.

Considerando que estressores da vida podem contribuir para o desenvolvimento da depressгo, o estresse crфnico vem sendo usado como um modelo animal de depressгo. Neste cenбrio, fol relatado que Na+, K+-ATPase cerebral e a atividade complexos , III e IV da cadeia respiratуria foram inibidos apуs o estresse crфnico variбvel em ratos [37,38] e que os complexos 1-111 e Il- III da cadeia respiratуria mitocondrial foram inibidos no cйrebro de ratos apуs o estresse crфnico [35].

Assis e colaboradores [39] tambйm relataram que a administraзгo aguda de cetamina e impramina aumentou a atividade de creatina quinase no cйrebro de ratos. No presente trabalho, observou-se que a administraзгo crфnica de nortriptilina, paroxetina e venlafaxina aumentaram a atividade dos complexos da cadeia respiratуria mitocondrial no cуrtex prй- frontal, h 80F aumentaram a atividade dos complexos da cadeia respiratуria mitocondrial no cуrtex prй-frontal, hipocampo, estriado e cуrtex cerebral de ratos.

Nossos dados estгo em concordвncia com outros estudos anteriores, em que a administraзгo crфnica de aroxetina modulou o metabolismo energйtico de ratos, aumentando a atividade de creatina quinase no cуrtex prй- frontal, hipocampo e estriado, aumentando as atividades da citrato sintase e succinato desidrogenase no cуrtex prй-frontal, hipocampo, estriado e cуrtex cerebral de ratos [40,41].

Curiosamente, algumas evidкncias sugerem para a possibilidade de que outros fбrmacos usados no tratamento de transtornos mentais tambйm modulam o metabolismo energйtico, incluindo a fluoxetina [37]. Alйm disso, a eletroconvulsoterapia, que tambйm й utilizada como uma terapia para depressгo, mostrou provocar isturbios energйticos nos ratos, diminuindo as atividades de Na+, -ATPase e creatina quinase [42,43].

Em conclusгo, demonstramos que as enzimas da cadeia respiratуria mitocondrial sгo ativadas em cйrebros de ratos adultos apуs administraзгo crфnica de nortriptilina, paroxetina e venlafaxina. Considerando que a deficiкncia de energia provavelmente estб envolvida na fisiopatologia dos transtornos depressivos, especulamos que um aumento no metabolismo energйtico cerebral por antidepressivos pode ser um importante mecanismo de aзгo desses fбrmacos. Estes dados corroboram com outros estudos, sugerindo que alguns antidepressivos odulam o metabolismo energйtico cerebral.

Agradecimentos Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Pуs-graduaзгo em Ciкncias da Saъde – Universidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC) e conselho Nacion Pуs-graduaзгo em Ciкncias da Saъde – Universidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientнfico e Tecnolуgico (CNPq). Referкncias [1] R. C. Kessler, E. E. Walters, Epidemiology of DSM-III-R major depression and minor depression among adolescents and young adults in the National Comorbidity Survey. Depress. Anxiety 7 (1998) 3-14. [2] J. R. Turner, A. G.

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