Investigação do mecanismo de indução de distúrbio comportamental em ratos Wistar adultos perante suplementação com vitamina A

Abstract

Fora o papel de micronutriente essencial à manutenção da fisiologia celular de mamíferos, a vitamina A é utilizada como fármaco no tratamento de patologias que vão desde distúrbios dermatológicos até certas formas de câncer. Embora a utilização de vitamina A na clínica venha sendo considerada segura, trabalhos mostram que a toxicidade exercida pela vitamina A atinge praticamente qualquer tecido, com conseqüências que podem comprometer a qualidade de vida do paciente. Além disso, o consumo inadvertido de vitamina A na forma de ésteres de retinol (palmitato de retinol, acetato de retinol) adicionados a alimentos colabora para a aquisição de mais vitamina A além daquilo recomendado para a vida saudável. Alguns estudos mostram que, a nível cognitivo, a ingestão excessiva de vitamina A pode levar à irritabilidade, distúrbios do sono, distúrbios alimentares, ansiedade, déficits de aprendizado e de memória, depressão e tentativa de suicídio. No entanto, embora estes efeitos sejam alarmantes e, mais preocupante, possam atingir indivíduos que não têm histórico de doença mental na família, não se tem uma clara visão acerca dos mecanismos envolvidos no desenvolvimento destes males. Então, decidimos investigar, neste trabalho, as conseqüências de uma suplementação com vitamina A na forma de palmitato de retinol nas doses de 1000, 2500, 4500 e 9000 UI/kg.dia-1 por 28 dias sobre os estados redox e bioenergético de regiões cerebrais envolvidas em disfunções neuropsiquiátricas como ansiedade e depressão (substantia nigra, estriado, hipocampo, hipotálamo, córtex frontal, córtex cerebral total e cerebelo) em ratos Wistar machos adultos (3 meses). Ainda, analisamos o imunoconteúdo de α- e β- sinucleínas, bem como o do receptor para produtos terminais de glicação avançada (RAGE) e do receptor dopaminérgico D2. Também avaliamos o efeito da vitamina A sobre a quantidade de fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e o destino celular via ativação das enzimas pró-apoptóticas caspase-3 (via intrínseca) e caspase-8 (via extrínseca). Além destes parâmetros, observamos o comportamento dos animais em campo aberto e em três tarefas diferentes de abordagem de depressão. Encontramos disfunção mitocondrial considerando a cadeia transportadora de elétrons, aumento na quantidade de α-sinucleína e de RAGE, diminuição no nível de receptor D2 e aumento na atividade de caspase-3. A nível comportamental, a suplementação com vitamina A induziu ansiedade, mas não depressão neste modelo experimental. Assim, tais alterações, algumas vezes globais no sistema nervoso central (SNC) dos animais, podem ter um importante papel no desenvolvimento de distúrbio cognitivo, como ansiedade e, provavelmente, possa causar uma facilitação para o estabelecimento de futura neurodegeneração e declínio cognitivo.

In addition to the role of essential micronutrient to the maintenance of mammalian cells physiology, vitamin A has been utilized as an alternative drug during therapy of diseases that vary from dermatological disturbances to some types of cancer. Even thought the clinical utilization of vitamin A has been take as safe, some works demonstrate that the toxicity elicited by vitamin A affects virtually any tissue, leading to decreased life quality. Furthermore, inadvertent intake of vitamin A through vitamin A esters added to food facilitates the acquisition of excessive vitamin A. Some studies have shown that excessive vitamin A intake may induce cognitive decline, including irritability, sleep disturbances, metabolic impairments, anxiety, decreased capacities to learn and memory, depression, and suicide ideation. Nevertheless, even thought the alarming effects seen here and, more concerning, may affect subjects without prior clinical history to mental illness, the mechanisms around the development of such effects are not completely understood. Then, we decided to investigate here the consequences of vitamin A supplementation as retinol palmitate at 1000, 2500, 4500, or 9000 IU/kg.day-1 for 28 days on redox and bioenergetics states in cerebral regions that may be affected during neuropsychiatric dysfunctions, for instance anxiety and depression (substantia nigra, striatum, hippocampus, hypothalamus, frontal cortex, total cerebral cortex, and cerebellum), in adult male Wistar rats (90 days old). Moreover, we analyzed the amount of α- e β-synucleins, as well as that of receptor for advanced glycation end products (RAGE) and dopaminergic receptor D2. We also investigated the effect of vitamin A supplementation on tumor necrosis factor-α (TNF-α) levels and, regarding cell fate, we quantified caspase-3 (intrinsic pathway) and caspase-8 (extrinsic pathway) enzyme activity, which are pro-apoptotic enzymes. In addition to these molecular parameters, we have observed rat behavior in an open field apparatus and during three different tasks related to the study of depression. Overall, we found mitochondrial dysfunction regarding the mitochondrial transfer chain, increased amounts of α-synuclein and RAGE, decreased D2 levels, and increased caspase-3 enzyme activity. Regarding rat behavior, vitamin A supplementation induced anxiety-like behavior, but not depressionrelated behavior in this experimental model. Concluding, the effects elicited by vitamin A supplementation, which were observed to affect virtually any rat brain region investigated here, may take an important role during cognitive impairment, as for example anxiety, and it is plausible that this vitamin may induce a facilitation to future neurodegeneration and cognitive decline.