Efeito do colesterol na atividade da (Na+/K+) ATPase

Abstract

O alumínio é o metal mais abundante na crosta terrestre sendo a sua exposição cada vez maior nas sociedades industrializadas. Numa sociedade cada vez mais envelhecida onde o número de casos de doenças neurodegenerativas tendem a aumentar, parece importante esclarecer os mecanismos celulares da neurotoxicidade do alumínio de forma a prevenir os seus efeitos. Estudos in vivo e in vitro indicam que a exposição a alumínio inibe a atividade da (Na+/K+)ATPase, proteína responsável pela manutenção e regulação dos gradientes eletroquímicos das membranas plasmáticas, e que a suscetibilidade à intoxicação por alumínio na dieta pode ser condicionada pelo colesterol, uma vez que, a exposição oral crónica a alumínio reduz a razão molar colesterol/fosfolípidos em sinaptossomas. Assim este trabalho, tem como objetivo esclarecer de que forma os diferentes níveis de colesterol afetam a inibição da (Na+/K+)ATPase sinaptossomal induzida pelo alumínio. Neste contexto foram utilizados como grupos de estudo, o controlo, em que não houve manipulação do teor de colesterol na membrana sinaptossomal; a incorporação, onde o teor de colesterol da membrana sinaptossomal foi aumentado; a depleção, em que o teor de colesterol da membrana sinaptossomal foi reduzido. As alterações do teor de colesterol da membrana dos sinaptossomas foram provocadas usando o composto metil-β-ciclodextrina e a atividade da (Na+/K+)ATPase sinaptossomal medida por colorimetria e por potenciometria. Neste trabalho, houve um aumento de 70% de colesterol sinaptossomal em relação ao controlo, e uma redução do teor de colesterol sinaptossomal em relação ao mesmo de 62%. A exposição in vitro dos sinaptossomas a AlCl3 300 μM inibiu a atividade da (Na+/K+)ATPase nos três grupos (controlo, incorporação e depleção). Nos sinaptossomas controlo onde o teor de colesterol foi de 183 ± 48 μg de colesterol/mg de proteína, a exposição in vitro a AlCl3 300 μM levou a uma inibição da atividade da (Na+/K+)ATPase de 76,39%, enquanto que, na presença de 279 ± 54 μg de colesterol/mg de proteína (incorporação de colesterol) o alumínio teve um efeito inibitório na atividade da (Na+/K+)ATPase de 72,88%. Por outro lado, para baixos níveis de colesterol (57 ± 16 μg de colesterol/mg de proteína) o alumínio teve um efeito inibitório na atividade da (Na+/K+)ATPase de 37,82%. Estes resultados, mostram que alterações do teor de colesterol nas membranas de sinaptossomas desempenham um importante papel na ação do alumínio sobre a (Na+/K+)ATPase. Assim, parece que baixos níveis de colesterol membranar atenuam o efeito inibitório do alumínio sobre a atividade da (Na+/K+)ATPase.

Aluminium is the most abundant metal in the earth's crust and its exposure increasing in industrialized societies. In an increasingly aging society where the number of cases of neurodegenerative diseases is increasing, it seems important to clarify the cellular mechanisms of the neurotoxicity of aluminium to prevent its effects. In vivo and in vitro studies indicate that exposure to aluminium inhibits the activity of (Na+/K+)ATPase, a protein responsible for the maintenance and regulation of the electrochemical gradients of the plasma membranes, and that susceptibility to intoxicaton by aluminium in the diet may be influenced by cholesterol, since chronic oral exposure to aluminium reduces the molar ratio of cholesterol/phospholipid in synaptosomes. Thus this work aims to clarify how the different levels of cholesterol affects the inhibition of synaptosomal (Na+/K+)ATPase induced by aluminium. In this context were used as the study groups, the control in which no manipulation of the content of cholesterol in synaptosomal membrane was made; incorporation, where the cholesterol content was increased synaptosomal membrane; depletion, wherein the cholesterol content of the membrane synaptosomal was reduced. The changes in membrane cholesterol content of synaptosomes were induced using the compound methyl-β-cyclodextrin and the activity of (Na+/K+) ATPase synaptosomal measured by colorimetry and potentiometry. In this study, there was a ~70% increase synaptosomal cholesterol relative to control, and reduced cholesterol content compared to the same synaptosomal ~62%. The in vitro exposure of synaptosomes to 300 μM AlCl3 inhibited the activity of (Na+/K+)ATPase in the three groups (control, incorporation and depletion). In control synaptosomes which the cholesterol content was 183 ± 48 μg cholesterol/mg protein, in vitro exposure to 300 μM AlCl3 led to an inhibition of the activity of (Na+/K+)ATPase of 76.39%, while in the presence of 279 ± 54 μg cholesterol/mg protein (incorporation of cholesterol) aluminium had an inhibitory effect on the activity of (Na+/K+)ATPase of 72.88%. Conversely, lowest cholesterol levels (57 ± 16 μg cholesterol/mg protein) aluminium had an inhibitory effect on the activity of (Na+/K+)ATPase of 37.82%. These results show that changes in cholesterol content of synaptosome membranes play an important role in the action of aluminium on the (Na+/K+)ATPase. Thus, it appears that low levels of membrane cholesterol attenuate the inhibitory effect of aluminium on the activity of (Na+/K+)ATPase.