Avaliação do metabolismo energético em cérebro de ratos infantes após a administração aguda de l-tirosina

Abstract

Mutações no gene tirosina aminotransferase (TAT) causam tirosinemia tipo II (síndrome de Richner-Hanhart) é uma doença autossômica recessiva causada pela atividade reduzida ou inexistente da enzima tirosina aminotransferase, o que leva a um aumento dos níveis sanguíneos de tirosina e manifestações clínicas como ceratite, lesões palmo plantares dolorosas e hiperqueratose e inflamações nos olhos. As manifestações neurológicas são variáveis e alguns pacientes tem desenvolvimento normal, enquanto outros mostram diferentes graus de retardo no desenvolvimento. Considerando que aumento dos níveis de tirosina no sangue, causam manifestações neurológicas e que os mecanismos responsáveis por estas alterações são mal compreendidos. No presente estudo, foram avaliados os efeitos da administração de L-tirosina sobre a atividade das enzimas citrato sintase, malato desidrogenase, succinato desidrogenase, e complexos I, II, II-III, e IV da cadeia respiratória mitocondrial no córtex, hipocampo e estriado de ratos com 10 dias de idade. Ratos Wistar foram mortos uma hora após uma única injeção intraperitoneal de tirosina (500mg/kg) ou solução salina. As atividades das enzimas do metabolismo energético foram avaliadas. Os nossos resultados demonstram que a administração aguda de L-tirosina em ratos com 10 dias de idade, inibiu a enzima citrato sintase e a atividade dos complexos I e II da cadeia respiratória mitocondrial no estriado. A enzima succinato desidrogenase e atividade do complexo II-III foram aumentadas no hipocampo. Além disso, a malato-desidrogenase e a atividade do complexo IV não foram alteradas pela administração aguda de L-tirosina. Em particular, diversos grupos relataram que a tirosina administrada sistemicamente é diferencialmente distribuída entre as regiões do cérebro. Em conclusão, os nossos resultados indicam que uma alteração no metabolismo energético do hipocampo e corpo estriado pode levar a danos no desenvolvimento na aquisição, recuperação, consolidação e no armazenamento de memória, e os processos cognitivos após a administração aguda de L-tirosina em ratos infantes. Assim, nossos resultados contribuem para um melhor conhecimento da fisiopatologia da hipertirosinemia.

Mutations in the TAT gene cause tyrosinaemia type II (Richner–Hanhart syndrome). It is an autosomal recessive disorder caused by, producing a TAT enzyme with decreased or inexistent activity, which leads to increased blood tyrosine levels and clinical manifestations such as keratitis and/or painful palmoplantar hyperkeratotic lesions and inflammations in the eyes. Neurological manifestations are variable and some patients are developmentally normal, while others show different degrees of developmental retardation. Considering that increased blood tyrosine levels cause neurological manifestations and that the mechanisms responsible by this alterations are poorly understood, In the present study, we evaluated the effects of L-tyrosine administration on the activities of enzymes citrate synthase, malate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, and complexes I, II, II-III, and IV of mitochondrial respiratory chain in the posterior cortex, hippocampus and striatum of rats with 10-day-old. Wistar rats were killed one hour after a single intraperitoneal injection of either tyrosine (500 mg/kg) or saline. The activities of energy metabolism enzymes were evaluated. Our results demonstrated that the acute administration of L-tyrosine in rats with 10-day-old inhibited the citrate synthase enzyme and the complex I and II activity of the mitochondrial respiratory chain in the striatum. The succinate dehydrogenase enzyme and the complex II-III activity were increased in the hippocampus. Furthermore, the malate dehydrogenase and the complex IV activity were not altered by an acute administration of L-tyrosine. In particular, several groups report that systemically administered tyrosine is differentially distributed across brain regions. In conclusion, our results indicate that an alteration in the energetic metabolism of the hippocampus and striatum can leads to damage in the involved in acquisition, retrieval, consolidation and storage of memory, and cognitive processes after the acute administration of L-tyrosine in young rats. Thus our results contribute to a better knowledge of the pathophysiology of hypertyrosinemia.