Alterações comportamentais e do metabolismo energético no transtorno do humor bipolar: evidências pré-clínicas e clínicas

Abstract

O modelo animal de mania induzido por dextroanfetamina (d-AMPH) é descrito na literatura como um bom modelo animal de transtorno bipolar (TB). Entretanto, tem sido relatado diferenças entre os tipos de anfetaminas em induzir alterações comportamentais e neuroquímicas. Além disso, vários estudos sugerem que o TB está associado à disfunções no metabolismo energético. No presente estudo foi avaliado a diferença entre d-AMPH e metanfetamina (m-AMPH) sobre o comportamento e disfunção no metabolismo energético no cérebro de ratos. Foi avaliado também os efeitos de lítio (Li) e valproato (VPA) sobre as alterações comportamentais e sobre metabolismo energético induzidos por m-AMPH. Finalmente, comparamos os níveis de creatina quinase (CK) no soro de pacientes bipolares nas fases depressiva, maníaca e eutímica. Para tanto, o trabalho foi dividido em três partes. Parte 1: Ratos Wistar receberam uma injeção intraperitoneal (i.p) de salina, d-AMPH (2mg/kg) ou m-AMPH (0,25, 0,5, 1 ou 2mg/kg) e foram submetidos ao teste do campo aberto para avaliação comportamental 2 h após. Foi avaliada também a atividade das enzimas do ciclo de Krebs (citrato sintase, succinato desidrogenase e malato desidrogenase), dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (I, II, II-III, IV) e da CK no cérebro dos ratos. Parte 2: Foi administrado m-AMPH ou salina i.p em ratos Wistar durante 14 dias e entre o 8º e o 14º dia os animais eram tratados com Li, VPA ou salina via i.p. Os animais foram submetidos aos mesmos testes comportamentais e bioquímicos descritos na Parte1. Parte 3: Foram avaliados os níveis de CK no soro de pacientes bipolares - eutímicos, depressivos e em mania – que foram comparados com voluntários saudáveis. Na primeira parte do trabalho foi demonstrado que d-AMPH e m-AMPH aumentaram a atividade locomotora nos ratos. As visitas ao centro do campo aberto aumentaram com a administração de ambas as drogas na dose de 2mg/kg. A administração de m-AMPH na dose de 2mg/kg aumentou o comportamento estereotipado dos animais (sniffing). A administração tanto de d-AMPH quanto de m-AMPH diminuiu a atividade das enzimas do ciclo de Krebs, dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial e da CK; entretanto, estes efeitos variam de acordo com a região cerebral avaliada. Na segunda parte do trabalho foi demonstrado que Li e VPA revertem a hiperatividade e alterações no metabolismo energético induzida por m-AMPH. Por fim, na terceira parte do trabalho foi demonstrado que durante a mania, os níveis de CK estão aumentados no soro dos pacientes bipolares quando comparado com voluntários saudáveis. Estes dados demonstram que a m-AMPH, mas não d-AMPH, induz comportamento estereotípico em ratos; porém, as duas drogas parecem ter efeitos similares sobre o metabolismo energético; e que, assim como a d-AMPH, a m-AMPH é capaz de induzir hiperatividade e disfunção no metabolismo energético que são revertidos por Li e VPA. As fases maníaca, depressiva e eutímica do TB, além de apresentarem sintomatologia distinta, também podem ser diferenciadas pelo nível de CK presente no soro dos pacientes. Entretanto, mais estudos são necessários para entender as diferenças observadas na atividade da CK durante as fases do TB.

The animal model of mania induced by dextroamphetamine (d-AMPH) has been considered a good model for the study of bipolar disorder (BD). However, some studies have shown differences between amphetamines to induce both behavioral and biochemical changes. Besides, several studies have suggested that dysfunctional energy metabolism have a central role in BD. In the present study was investigated the potency of the d-AMPH and methamphetamine (m-AMPH) on the behavior and energetic dysfunction in the brain of rats. Were investigated also the effects of the lithium (Li) and valproate (VPT) on behavioral and energy metabolism changes in brain of rats undergoing treatment with the m-AMPH. Finally, was to compare serum creatine kinase (CK) levels between bipolar disorder patients, in the various phases (depressive, manic, and euthymic). The work was divided into three parts. Part 1: Wistar rats were given single intraperitoneal (i.p) injections of saline, d-AMPH (2 mg/kg) or m-AMPH (0.25, 0.5, 1 or 2 mg/kg). Locomotor behavior was assessed using the open-field task and activities of Krebs cycle enzymes (citrate synthase and succinate dehydrogenase), mitochondrial respiratory chain complexes (I, II, III and IV) and CK were measured in brain of rats. Part 2: Wistar rats were first given m-AMPH or saline for 14 days, and then, between days 8 and 14, rats were treated with Li, VPA or saline i.p. The animals were submitted to the same behavioral and biochemical tests described in Part 1. Part 3: Was compared serum CK levels between BD patients, in the various phases (depressive, manic, and euthymic), and healthy volunteers. In the first part of the study was demonstrated that d-AMPH and m-AMPH (all doses administered) increased locomotor activity of animals. The numbers of visits to the centre were increased by d-AMPH and m-AMPH at 2 mg/kg. The m-AMPH administration at 2mg/kg increased the amount of stereotypic behavior. The amphetamines significantly decreased the activities of Krebs cycle enzymes, mitochondrial respiratory chain complexes and CK; nevertheless, this effect varied depending on the brain region evaluated. In the second part of this study we found that Li and VPA reversed m-AMPH-induced hyperactivity. Besides, Li and VPA reversed m-AMPH-induced energetic metabolism dysfunction; however, the effects of Li and VPA were dependent on the brain region analyzed. Finally, in the third part of this study was demonstrated that CK levels were higher in the manic patients than in the controls. Together these data show that: 1) at high doses, m-AMPH increased stereotyped (sniffing) behavior in rats, but d-AMPH did not. However, this study shows that d-AMPH and m-AMPH seem to have similar effects on the brains energetic metabolism; and the d-AMPH, m-AMPH is able to induced hyperactivity and energetic metabolism dysfunction, both seen in BD. In addition, Li and VPA reversed m-AMPH’s effects on locomotor activity and energetic metabolism. The clinical differences among the depressive, manic, and euthymic phases of BD are paralleled by contrasting levels of CK. However, further studies are needed in order to understand the state-dependent differences observed in serum CK activity.