Lipid profile of brain and heart from mice with chronic stress

Abstract

O stresse crónico é uma resposta natural, adaptativa do organismo a pressões psicológicas e físicas. O stresse crónico tem vindo a ser considerado uma séria preocupação de saúde pública, já que se encontra envolvido com o desenvolvimento de vários distúrbios fisiopatológicos. Algumas das consequências do stresse crónico já descritas incluem intolerância à glucose, inflamação, defeitos cognitivos e especialmente doenças relacionadas com o cérebro, como doenças neurodegenerativas e depressão. As alterações que ocorrem no sistema nervoso, em situações de stresse crónico, relacionam-se com o desenvolvimento de alterações ao nível do cérebro e também com alterações em funções cardíacas. Apesar de várias evidências sugerirem consequências nefastas do stresse crónico, pouco se sabe ainda sobre as suas consequências a nível biomolecular, em particular sobre o seu efeito nos lípidos celulares. Assim, o objectivo deste trabalho foi estudar o perfil fosfolipídico em condições de stresse crónico, no cérebro e no coração de ratinhos. O perfil lipídico foi avaliado usando uma abordagem lipidómica. As diferentes classes de fosfolípidos foram separadas e quantificadas. A avaliação da peroxidação lipídica foi realizada pelo método de FOX II. O extrato lipídico total foi analisado por cromatografia líquida de alta resolução acoplada a espectrometria de massa (HPLC-MS e MS/MS), permitindo a identificação da estrutura dos fosfolípidos, nomeadamente o seu grupo polar e a sua composição em ácidos gordos. Os resultados revelaram alterações nos níveis cerebrais de fosfolípidos, tendose verificado o aumento significativo das fosfatidilcolinas (PC) e uma diminuição significativa dos fosfatidilinositois (PI) e das cardiolipinas (CL). Não foram detetadas, porém, alterações significativas no perfil molecular de cada classe de fosfolípidos, excepto no perfil da classe dos ácidos fosfatídicos (PA). Os nossos resultados comprovam ainda que há a formação de hidroperóxidos da CL no cérebro em situações de stressee crónico. A oxidação da CL é um indicador da apoptose celular que pode ser associado com a morte neuronal. No coração, os nossos resultados revelaram que não existem alterações significativas do perfil fosfolipídico em situações de stresse crónico, havendo apenas alguma variação no conteúdo total das classes. Assim, concluímos que em condições de stressee crónico os fosfolípidos do cérebro são os mais afectados, havendo mesmo a formação de produtos de oxidação da cardiolipina, sugerindo a ocorrência de importantes alterações a nível mitocondrial.

Chronic stress is a natural adaptive response to psychological and physical pressures. Chronic stress has been considered a serious public health concern since it is involved in many pathophysiological disturbances. Some of the consequences of chronic stress already described include glucose intolerance, inflammation, cognitive defects and especially diseases related with brain, such as neurodegenerative diseases and depression. The modifications that occur in the nervous system under chronic stress conditions are related with the development of alterations in the brain and also with changes in cardiac functions. Despite of some evidences suggesting adverse effects of chronic stress, little is known about the consequences at the molecular level, especially about its effects in lipids. Thus, the aim of this study was to evaluate the phospholipid profile changes in the brain and in the heart of chronic stressed mice. The lipid profile was evaluated using a lipidomic approach. The different phospholipid classes were separated and quantified. The lipid peroxidation was evaluated by FOX II assay. The total lipid extract was analysed by high performance liquid chromatography mass spectrometry (HPLC-MS and MS/MS), allowing the identification of the detailed structure of phospholipids, namely the polar head and fatty acyl composition. The results revealed changes in brain levels of phospholipids, with a significant increase in phosphatidylcholine (PC) content and a significant decrease in phosphatidylinositol (PI) and cardiolipin (CL) contents. No significant changes were observed in molecular profile of each phospholipid class, except in phosphatidic acid (PA) class. We were also able to identify CL hydroperoxides after chronic stress, which indicates that the increase in hydroperoxides content verified by FOX II method was due to the oxidation of CL. Interestingly CL oxidation is an early indicator of cell apoptosis that could be associated with neuronal death. In the heart, our results showed no significant changes in PL profile of the molecular species in chronic stress situations, having only some variation in the total content of the classes. Therefore, we conclude in chronic stress conditions brain phospholipids are the most affected, having the formation of CL oxidation products, suggesting the occurrence of important changes in mitochondria.