A administração aguda de D-galactose provoca um aumento dependente de idade na atividade da acetilcolinesterase em córtex cerebral de ratos

Abstract

Galactosemia é caracterizada pela deficiência em uma das três enzimas envolvidas no metabolismo da galactose, galactosequinase (GALK), galactose-1-fosfato-uridiltransferase (GALT) e galactose- difosfato-uridine 4 epimerase (GALE). Os principais achados clínicos são disfunções do sistema nervoso central com atraso de desenvolvimento, deficiência de aprendizagem e de memória, cuja fisiopatologia ainda não está esclarecida. Dessa forma, considerando que alterações na neurotransmissão colinérgica foram relacionadas á fisiopatologia de outros erros inatos do metabolismo e doenças neurodegenerativas, no presente trabalho avaliamos os efeitos in vitro e in vivo da galactose sobre a atividade da enzima acetilcolinesterase (AchE) em diferentes estruturas de ratos ao longo do seu desenvolvimento. Observamos que a administração aguda de galactose não alterou a atividade da AchE em córtex cerebral, hipocampo ou estriado de ratos de 15 dias de vida. Por outro lado, quando administrada a animais com 30 e 60 dias de vida, a galactose provocou um aumento significativo da atividade da AchE em córtex cerebral. Por último, observamos que altas doses de galactose (5 mM e maiores) in vitro também provocam um aumento na atividade desta enzima em córtex cerebral de ratos de 30 dias de vida. Nossos resultados demonstram que a administração de galactose provoca um aumento na AchE de uma maneira idade-dependente em córtex cerebral de ratos. Dessa forma, podemos presumir que um desequilíbrio na homeostase colinérgica possa estar envolvido na fisiopatologia do dano cerebral observado em pacientes com galactosemia.

Galactosemia is characterized by a deficiency in one of the three enzymes involved in the galactose metabolism galactosekinase (GALK), galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) and uridine-diphosphate-galactose 4 epimerase (GALE). The main clinical findings observed in patients affected by galactosemia include neurodevelopmental delay, and learning and memory disabilities, whose pathophysiology is still unclear. Therefore, considering that a disruption in cholinergic neurotransmission has been related to the pathophysiology of brain damage in neurodegenerative diseases and in other inborn errors of the metabolism, in the present work we investigated the in vivo and in vitro effect of galactose on acethylcholinesterase (AchE) activity in different brain structures of developing rats. It was observed that acute galactose administration did not alter AchE activity in cerebral cortex, hippocampus and striatum of suckling rats (15-day-old). On the other hand, when administered to older rats, galactose provoked a significant increase in AchE activity in cerebral cortex. Finally, it was observed that high doses of galactose (5 mM and higher) in vitro also provoked an increase in this enzyme activity in cerebral cortex of 30-day-old rats. Our data demonstrate that acute galactose administration provokes an age-dependent increase in AchE activity in cerebral cortex of rats. It may be therefore concluded that a disruption in cholinergic homeostasis may be involved in the pathophysiology of brain damage observed in patients affected by galactosemia.