Ascorbato, ácido lipoico e glutationa como agentes de denitrosilação proteica e atividade antioxidante no choque séptico

Abstract

A sepse é uma condição na qual ocorre infecção sistêmica, com comprometimento de vários sistemas orgânicos. A sepse pode evoluir para o choque séptico, na qual a pressão arterial sistólica fica abaixo de 65 mmHg. O choque séptico é um grave problema de saúde no qual ocorre intensa produção de óxido nítrico (NO) que além de ser vasodilatador, pode interagir com proteínas. A ligação do NO a grupos tiólicos proteicos é conhecido como S-nitrosilação. Atualmente estudos demonstram que a Snitrosilação inibe várias proteínas associadas a resposta vasopressora. Além da intensa nitrosilação, na sepse ocorre relevante desbalanço oxidativo, também causando danos aos tecidos. Considerando estes pontos, a reversão da nitrosilação e oxidação na sepse pode gerar melhora em vários parâmetros. Neste contexto, o ascorbato, ácido lipoico e glutationa são compostos que podem apresentar efeito denitrosilante, bem como efeito antioxidante. Assim, neste trabalho foram testados ascorbato, ácido lipoico e glutationa no choque séptico. Para tanto foram utilizados camundongos C57BL/6, que tiveram a artéria e veia femoral canuladas e indução de sepse por ligadura e punção cecal (CLP). Os animais foram divididos em grupo Controle, Sepse, Sepse + Ascorbato (Asc), Sepse + Glutationa (Glu), Sepse + Ácido Lipoico (AL). Os dados hemodinâmicos dos animais foram avaliados após 10 horas do procedimento cirúrgico, com os animais acordados. Para isso, primeiro era feita aferição da pressão artérial sistólica (PAS) através do transdutor de pressão. Em seguida, os grupos Sepse + Asc e Sepse + Glutationa receberam seus determinados antioxidantes por via intravenosa, enquanto o Sepse + Ácido Lipoico recebia o AL via gavagem. Após 2 horas da administração do antioxidante era feita a segunda aferição da PAS e eutanásia dos camundongos para coleta de amostras que serviram para avaliação da nitrosilação total e danos oxidativos decorrentes da sepse. Ao analisar a pressão arterial sistólica dos diferentes grupos tratados, houve uma tendência de elevação pressórica nos grupos Sepse + Ascorbato e Sepse + Glutationa sem diferença estatística. Foi possível verificar a S-nitrosilação no coração onde foi maior no grupo Sepse onde comprova o que foi mencionado de outros trabalhos mostrando a participação da nitrosilação proteica na sepse. Nos ensaios de estresse oxidativo, os resultados das amostras de fígado mostraram que houve diminuição na atividade de NADPH oxidase no grupo Sepse. No TBARS foi visto aumento no grupo Sepse em comparação ao grupo Controle, porém, o grupo tratado com ácido lipoico teve os níveis de MDA aumentados indicando um possível efeito pró-oxidante. O aumento significativo de GSH nos grupos tratados com Glu e AL sugerem que esses antioxidantes tenham contribuído para restauração do equilíbrio redox hepático. Por outra vertente, o aumento da GSSG no grupo Sepse + Ácido Lipoico pode indicar uma resposta a um estresse oxidativo persistente. Já nos resultados das amostras de coração também houve a diminuição da atividade de NADPH oxidase do grupo Sepse, mas os animais tratados com AL tiveram uma elevação da atividade, aumento esse que pode ser um efeito pró-oxidante transitório do AL. Houve redução dos níveis de GSH no grupo Sepse e nos 3 grupos tratados com antioxidantes. Essas reduções podem estar associadas ao aumento da demanda antioxidante no tecido cardíaco. Assim concluímos que o efeito denitrosilante cardíaco, a princípio, não está associado ao efeito antioxidante das drogas testadas.

Abstract: Sepsis is a condition characterized by infection associated with an intense immune response. Sepsis can progress to septic shock, where systolic blood pressure falls below 65 mmHg. Septic shock is a serious health problem involving excessive production of nitric oxide (NO), which acts as a vasodilator and can interact with proteins. The binding of NO to protein thiol groups is known as S-nitrosylation. Current studies show that S-nitrosylation inhibits several proteins linked to the vasopressor response. In addition to intense nitrosylation, sepsis also involves significant oxidative imbalance, further contributing to tissue damage. Given these factors, reversing nitrosylation and oxidation in sepsis could improve various clinical parameters. In this context, ascorbate (vitamin C), lipoic acid, and glutathione are compounds with denitrosylating and antioxidant effects. Thus, this study evaluated the effects of these agents in septic shock. Thus, this study evaluated the effects of ascorbate, alpha-lipoic acid, and glutathione in septic shock. For this purpose, C57BL/6 mice were used, which had their femoral artery and vein cannulated and sepsis induced by cecal ligation and puncture (CLP). The animals were divided into Control, Sepsis, Sepsis + Ascorbate (Asc), Sepsis + Glutathione (Glu), and Sepsis + Alpha-Lipoic Acid (AL) groups. Hemodynamic parameters were assessed 10 hours after surgery in awake animals. First, systolic blood pressure (SBP) was measured using a pressure transducer. Next, the Sepsis + Asc and Sepsis + Glu groups received their respective antioxidants intravenously, while Sepsis + LA received lipoic acid via oral gavage. Two hours after antioxidant administration, a second SBP measurement was taken, followed by euthanasia and tissue collection for analysis of total S-nitrosylation and oxidative damage. When analyzing the systolic blood pressure of the different treated groups, there was a slight increase in pressure in the Sepsis + Ascorbate and Sepsis + Glutathione groups, but without statistical significance. S-nitrosylation was observed in the heart, where it was higher in the Sepsis group, confirming findings from other studies showing the involvement of protein nitrosylation in sepsis. In oxidative stress assays, the results from liver samples showed a decrease in NADPH activity in the Sepsis group, which is contrary to what has been reported in the literature. In the TBARS assay, it was observed that the level of MDA (malondialdehyde) in the Sepsis group increased compared to the Control group; however, the group treated with alpha-lipoic acid had increased MDA levels, indicating a possible pro-oxidant effect. The significant increase in GSH levels in the groups treated with Glu and AL suggests that these antioxidants may have contributed to the restoration of hepatic redox balance. On another note, the increase in GSSG in the Sepsis + Alpha-Lipoic Acid group may indicate a response to persistent oxidative stress. In the results from heart samples, there was also a decrease in NADPH activity in the Sepsis group, but the animals treated with AL showed an increase in activity, which may be a transient prooxidant effect of AL. There was a reduction in GSH levels in the Sepsis group and in all three groups treated with antioxidants. These reductions may be associated with increased antioxidant demand in cardiac tissue.