A bioenergética do músculo esquelético na Doença de Alzheimer

Data
2014-02-11
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Resumo
A doença de alzheimer (AD) é a doença neurodegenerativa mais comum, que afecta milhões de pessoas em todo mundo. O cérebro de pacientes com AD é caracterizado por neurodegeneração, com perda de sinapses e neurónios, incluindo atrofia e depleção do sistema colinérgico. Considerando a relevância da acetilcolina na regulação da actividade muscular, a disfunção colinérgica cerebral pode estender-se à doença de Alzheimer como disfunção fisiológica no músculo esquelético. Utilizando murganhos triplo-transgénicos (3xTg-AD) com 3, 6 e 12 meses de idade como modelo para a doença de Alzheimer e murganhos Wilde Type (WT) com idades equivalentes como controlo, analisámos o impacto fisiológico da progressão da doença de Alzheimer na actividade do músculo esquelético, considerando quatro aspectos: i) os efeitos progressivos sobre a actividade da Acetilcolinesterase no músculo-esquelético; ii) o papel do stresse oxidativo nas células musculares, avaliando as actividades da Superóxido Dismutase e Catalase e o conteúdo total de tióis nas proteínas; iii) as perturbações na actividade bioenergética mitocondrial no músculo esquelético avaliando a actividade das enzimas mitocondriais (complexos I, II e IV e F0F1-ATPase ); iv) os efeitos no perfil de ácidos gordos da membrana mitocondrial, analisados por GC / MS. Redução significativa da actividade da Acetilcolinesterase no músculo esquelético é detectada nos modelos 3xTg AD com 3, 6 e 12 meses de idade, sugerindo restrições em estágios iniciais na regulação da actividade muscular. Além disso, a redução significativa da actividade da Catalase, dependente da idade, foi detectada em homogeneizados de músculo esquelético 3xTg-AD, sem alterações na actividade da Superóxido Dismutase e no conteúdo total de tióis nas proteínas. Embora o envelhecimento não induza diferenças na actividade das enzimas mitocondriais de murganhos 3xTg-AD em relação às determinadas nos murganhos WT; aos 6 meses de idade, diferenças significativas no perfil mitocondrial de ácidos gordos 3xTg-AD são detectadas com uma grande acumulação de ácido tri-hidróxidocosahexanóico. Estes dados mostram que o fenótipo da doença de Alzheimer contribui para perturbações na actividade do músculo esquelético, detectado por alterações nas actividades da Acetilcolinesterase e Catalase.
Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disease, affecting millions of people worldwide. The brains of patients with AD are characterized by neurodegeneration, loss of synapses and neurons, including atrophy and depletion of cholinergic system. Considering the relevance of acetylcholine in the regulation of muscle activity, the cerebral cholinergic dysfunction may extend Alzheimer's disease physiological dysfunction to skeletal muscle. Using 3, 6 and 12 months-old triple-transgenic (3xTg-AD) and wild-type (WT) mice, we analyzed the physiological impact of Alzheimer disease progression on skeletal muscle activity, considering: i) effects on skeletal muscle Cholinesterase activity; ii) effects on redox state of muscle cells, evaluating Superoxide Dismutase and Catalase activities and protein thiol groups content; iii) perturbations on skeletal muscle mitochondrial bioenergetics activity, evaluating individual mitochondrial enzymes (complexes I, II and IV and F0F1-ATPase); iv) effects on mitochondrial fatty acid profiles, analysed by GC/MS. Significant reduction of skeletal muscle Acetylcholinesterase activity is detected in 3, 6 and 12 months-old 3xTg-AD models, suggesting early restraints in the regulation of muscle activity. Additionally, significant and age-dependent reduction of Catalase activity was detected in 3xTg-AD skeletal muscle tissue without alterations in Superoxide Dismutase activity and redox status of protein thiol groups. Although aging does not induce differences in 3xTg-AD mitochondrial enzymes activity relating WT condition; at 6 months-old significant differences are detected in 3xTg-AD mitochondrial fatty acid profile with large accumulation of trihydroxy-docosahexaenoic acid. These data show that Alzheimer´s disease phenotype contributed to skeletal muscle activity disruption, mainly by skeletal muscle acetylcholinesterase and catalase activities changes.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Biologia Clínica Laboratorial
Palavras-chave
Doença de Alzheimer , Músculo esquelético , Acetilcolinesterase , Bioenergética mitocondrial , Stresse oxidativo
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