Investigação do efeito da administração aguda de frutose sobre parâmetros do metabolismo energético em cérebro e tecidos periféricos de ratos jovens

Abstract

A intolerância hereditária à frutose (IHF) é uma doença de herança autossômica recessiva caracterizada pelo acúmulo de frutose em tecidos e fluidos biológicos de pacientes. Esta doença resulta da deficiência de enzima aldolase B, enzima presente em fígado, rins e intestino delgado. Os principais sinais e sintomas incluem alterações hepáticas, renais, musculares e cerebrais. No presente trabalho, investigou-se o efeito de administração aguda de frutose sobre parâmetros bioquímicos em córtex cerebral, fígado, rim, músculo esquelético, soro e líquido cefalorraquidiano (LCR) de ratos Wistar machos com 30 dias de idade. Os animais foram divididos em dois grupos experimentais: grupo frutose, cujos animais receberam uma única administração subcutâneade frutose (5 μmol/g), e grupo controle, cujos animais receberam uma única administração de solução salina nas mesmas condições. Uma, doze ou vinte e quatro horas após as administrações, os animais foram anestesiados e foi coletado o LCR por punção na cisterna magna. Imediatamente após a punção, os animais sofreram eutanásia por decapitação e o córtex cerebral, o fígado, os rins e amostras de músculo esquelético foram dissecados, limpos e homogeneizados em tampão específico para cada técnica. Também foi coletado sangue periférico para obtenção do soro. Foi observado um aumento da atividade do complexo I-III em fígado de animais do grupo frutose 1 h após a administração deste carboidrato. Adicionalmente, observou-se um aumento da atividade da enzima malato desidrogenase (MDH) em rins dos mesmos animais, bem como uma inibição das atividades dos complexos II e II-III em músculo esquelético em comparação ao grupo controle. Também foram encontrados níveis aumentados de triacilgliceróis em soro dos animais do grupo frutose. Doze horas após a administração do mesmo carboidrato, os níveis de colesterol total em LCR encontraram-se aumentados, enquanto que os níveis de albumina foram diminuídos, sem ocorrer nenhuma alteração dos níveis de glicose. Também houve aumento dos níveis séricos de lactato nos animais que receberam administração de frutose. Vinte e quatro horas após a administração deste monossacarídeo houve um aumento da atividade da enzima MDH em córtex cerebral de animais do grupo frutose em comparação com o grupo controle. Tomados em conjunto, os resultados do presente estudo indicam que administração aguda de frutose induz alterações do metabolismo energético em diferentes tecidos, o que poderia contribuir para a patogênese da IHF.

Hereditary fructose intolerance (HFI) is an inherited autosomal recessive disease characterized by fructose accumulation in tissues and biological fluids of patients. The disease arises from a deficiency of aldolase B, an enzyme expressed in liver, kidney and small intestine. The main symptoms include liver, kidney, muscle and brain alterations. In the present work it was investigated the effect of acute fructose administration on biochemical parameters in cerebral cortex, liver, kidney, skeletal muscle, serum and cerebrospinal fluid (CSF) of 30 dayold male Wistar rats. The animals were divided into two experimental groups: fructose group, which received a single subcutaneous injection of fructose (5 μmol/g), and control group, which received a single injection of saline solution in the same volume. One, twelve or twentyfour hour after the administration, animals were anesthetized and CSF was collected by puncture of magna cistern. Immediately after the puncture, animals were euthanized by decapitation and cerebral cortex, liver, kidney and skeletal muscle samples were dissected and homogenized in specific buffer for each technique. Peripheral blood was collected to obtain the serum. It was observed an increase of complex IIII activity in liver of animals from fructose group one hour after the administration of this sugar. Additionally, it was observed an increase of malate dehydrogenase (MDH) enzyme activity in kidney of these animals, as well as an inhibition of complex II and II-III in skeletal muscle, as compared to control group. It was also found increased triglyceride levels in serum of animals from fructose group. Twelve hours after the administration of this sugar, total cholesterol levels inCSF were found increased, whilst albumin levels were decreased, without any alteration in glucose levels. Serum lactate levels were also increased in the animals receiving fructose. Twenty-four hour after fructose administration, it was found an increased MDH activity in cerebral cortex from fructose group, as compared to control group. Taken together, the data of the present study indicate that acute fructose administration induces alterations in energy metabolism in different tissues, which may contribute to the pathogenesis of HFI.