O papel da dopamina no desenvolvimento de fadiga em modelo experimental de doença de Parkinson

Abstract

A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais prevalente na população, com maior incidência nos idosos. Além dos sinais motores da DP como tremor, rigidez, bradicinesia e instabilidade postural, existe um amplo espectro de sintomas não motores associados à esta doença. A fadiga corresponde a um dos sintomas não-motores que aparece com maior frequência e que influência de forma negativa na qualidade de vida destes pacientes, principalmente por estar relacionada a um estilo de vida sedentário e a uma maior dificuldade de realizar atividade física. Neste cenário, o presente estudo teve como objetivo investigar os mecanismos moleculares relacionados ao desenvolvimento da fadiga num modelo experimental da DP induzido pela administração de reserpina. Para este fim, camundongos Suíços adultos machos realizaram atividade física voluntária em roda de correr por 14 dias, e foram tratados com injeções intraperitoneais de reserpina 1 mg/kg e L-DOPA/benserazida nas doses de 25/12,5 e 100/50 mg/kg. Trinta minutos após a última administração de L-DOPA/benserazida os animais realizaram testes comportamentais de campo aberto e catalepsia. Logo após, o plasma foi coletado e o estriado dissecado para posteriores análises das concentrações de neopterina, dopamina (DA) e DOPAC por cromatografia líquida de alto desempenho, e outro grupo de animais foram perfundidos para posteriormente dissecar o estriado e o quadríceps para análises de morfologia e conteúdo mitocondrial por microscopia eletrônica de transmissão. Os animais expostos à atividade física voluntária percorreram no primeiro dia uma distância de 1888±281, a qual aumentou para 3505±345 metros/dia, ao longo do protocolo experimental (dia 14). Os animais tratados com reserpina caracterizaram-se pela redução na atividade locomotora voluntária na roda de correr e no teste de campo aberto. Estes animais ainda mostraram uma redução no trabalho, nas concentrações de lactato e nas concentrações estriatais de DA e DOPAC. Em contrapartida, os animais que receberam L-DOPA/benserazida e/ou realizaram atividade física, mostraram um aumento no trabalho, nas concentrações de DA e DOPAC, bem como, no conteúdo mitocondrial no músculo esquelético e no estriado. Os animais submetidos a estes grupos experimentais foram também desafiados física e metabolicamente num teste de esforço máximo em esteira. Como esperado, os animais tratados com reserpina rapidamente entraram em fadiga e exaustão, provocando o abandono do teste. No entanto, os animais tratados com L-DOPA/benserazida conseguiram resistir durante a primeira metade do teste, quando os animais que receberam reserpina já tinham entrado em exaustão. Por outro lado, a atividade física teve o mesmo efeito que a administração de L-DOPA, no que se refere à redução da severidade cataléptica ocasionada pela reserpina. Em conjunto, nossos experimentos evidenciaram que a fadiga em animais induzidos a DP possa ser a consequência de um envolvimento da deficiência dopaminérgica na atividade locomotora, e que a atividade física pode potencializar os benefícios apresentados pelo tratamento anticataléptico com L-DOPA/benserazida.<br>

Abstract : Parkinson disease (PD) is the second most prevalent neurodegenerative disease, with higher incidence in the elderly population. Besides the characteristics four cardinal symptoms of PD namely, tremor, rigidity, bradykinesia and postural instability, many non-motor symptoms are associated with the disease. Fatigue is one of the most disabling non-motor symptoms, with a significant impact on the quality of life in PD patients. Fatigue is mostly associated with sedentary lifestyle and poor capacity in performing physical activity. In this scenario, the present study aimed to investigate the molecular mechanisms involved in the development of fatigue in an experimental model of PD induced by the administration of reserpine. For this purpose, adult male Swiss mice performed running wheel for 14 days and were treated with intraperitoneal injections of 1 mg/kg reserpine and/or 25/12,5 and 100/50 mg/kg L-DOPA/benserazide. Thirty minutes after the last L-DOPA/ benserazide administration the animals were submitted to the behavioral tests of open field and catalepsy. Afterwards, the plasma was collected and the striatum dissected for further analyzes of neopterin, dopamine (DA) and DOPAC concentrations by high performance liquid chromatography (HPLC). Another group of animals were perfused and the quadriceps and the striatum were dissected for subsequent mitochondrial content and morphology analyses by using transmission electron microscopy. On the firt day of the voluntary exercise protocol control animals run 1888±281 meters. This distance increased significantly by the day the end of the protocol to 3505±345 meters/day. In contrast, animals receiving reserpine showed reduced locomotor activity in the running wheel, as well as, and in the open field test. These mice also exhibited reduced work, lower plasma lactate concentrations, and diminished DA and DOPAC levels in the striatum. On the other side, reserpine receiving animals co-treated with the combination L-DOPA/benserazide, or submitted to voluntary physical activity showed increased work, higher levels of plasma lactate and striatal DA and DOPAC, and increased mitochondrial content in skeletal muscle and striatum. The animals under these experimental treatments were also physically and metabolically challenged to a treadmill test. As expected the reserpine-treated animals went rapidly into fatigue and exhaustion, abandoning the test. However, animals treated with L-DOPA/benserazide resisted during the first 50% of the test, when reserpine-exposed mice were already in fatigue. Furthermore, voluntary exercise showed similar effects as the pharmacological treatment by reducing the severity of the cataleptic score elicited by reserpine. Altogether, our results showed that fatigue might be related to impaired locomotor activity provoked by a compromised dopaminergic neurotransmission, and that physical exercise might enhance the anticataleptic effect of L-DOPA/benserazida theraphy.