Publicação

Estudo dos efeitos neuroprotetores dos polifenóis do vinho: uma estratégia para a prevenção/tratamento da doença de Alzheimer

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A doença de Alzheimer é uma doença neurodegenerativa e a causa mais comum de demência, sendo responsável por cerca de 60% de todos os casos de demência. Nos países desenvolvidos, a prevalência da patologia de Alzheimer tem aumentado substancialmente com o aumento da esperança média de vida, pelo que a idade é considerado o principal fator de risco. As duas marcas patológicas da doença de Alzheimer são a progressiva acumulação no meio extracelular de polipeptídeos de β-amilóide (placas senis) e a presença intracelular de emaranhados neurofibrilares de proteína tau (tranças), ambas no córtex cerebral. Estas mudanças são acompanhadas pela perda de funcionalidade e morte de neurónios. No nosso grupo, a investigação é conduzida pela seguinte hipótese: a cascata fisiopatológica associada com o fenótipo da doença de Alzheimer surge como consequência de um desequilíbrio metabólico que emerge de alterações no metabolismo dos lípidos interligadas com disfunções mitocondriais, as quais estão associadas a um declínio da atividade do complexo I mitocondrial e a um perfil anómalo de cardiolipinas. Considerando este cenário científico, propomos que dietas funcionais suportadas por uma mistura de compostos fenólicos, selecionados pela sua capacidade de modular várias vias bioquímicas, podem promover efeitos benéficos sobre a progressão da doença de Alzheimer. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial terapêutico desta estratégia, usando murganhos triplo-transgénicos (3xTg-AD) com 10 meses de idade, como animais modelo para a doença de Alzheimer, e murganhos NonTg com idade equivalente, como animais controlo. Os compostos fenólicos foram extraídos do vinho branco da região do Douro por adsorção seletiva ao polímero polivinilpirrolidona (PVPP) e recuperados do polímero com uma solução etanólica alcalina. O extrato foi obtido por liofilização e analisado por cromatografia líquida de alta eficiência com um detetor de fotodíodos (HPLC-DAD). As análises químicas mostraram que o extrato obtido do vinho corresponde a uma mistura complexa, formada por mais de 20 compostos fenólicos incluindo: ácidos hidroxicinâmicos (e.g. ácidos trans-caftárico e ácido 5-clorogénico); ácidos hidroxibenzóicos (e.g. ácido gálico); e flavonóides (e.g. catequina e proantocianidinas, principalmente como oligómeros de catequina). Os estudos sobre as propriedades antioxidantes mostraram que este extrato de vinho exibe uma forte atividade antioxidante tanto em meios aquosos como em meios membranares, como evidenciado pela elevada capacidade de reduzir os radicais DPPH e ABTS e pela capacidade de proteger os lípidos das membranas mitocondriais do cérebro da degradação oxidativa induzida pelo tert-butil-hidroperóxido. O extrato de vinho foi utilizado para preparar uma dieta enriquecida em polifenóis, suplementando a água com 100 mg/L de equivalentes de ácido gálico de extrato de vinho. O impacto do consumo diário da água suplementada com polifenóis, durante dois meses, no cérebro de animais 3xTg-AD e NonTg foi avaliado, considerando os efeitos sobre o estado de oxidação-redução das células, os níveis de péptidos β-amilóide, a bioenergética mitocondrial e o perfil dos ácidos gordos dos fosfolípidos membranares. Na situação de dieta normal, os nossos resultados mostram que o cérebro de animais 3xTg-AD com 12 meses de idade, quando comparados com os controlos NonTg, exibe sinais de stresse oxidativo associado a alterações no estado de oxidação-redução das células, como é evidenciado pela acumulação de lípidos oxidados, pela deficiente atividade da catalase e pela redução da razão molar GSH/GSSG. Em relação à patologia da β-amilóide, o cérebro dos animais 3xTg-AD exibe acumulação significativa de ambos os péptidos β-amilóide, Aβ1-40 e Aβ1-42. Adicionalmente, o cérebro dos animais 3xTg-AD exibe disfunções mitocondriais, caracterizadas por deficiências nas atividades dos complexos I e IV, e alterações na composição dos ácidos gordos dos fosfolípidos das membranas das células cerebrais. A dieta rica em polifenóis modula o estado de oxidação-redução das células cerebrais dos animais 3xTg-AD, aumentando a razão GSH/GSSG e a atividade da CAT e reduzindo a oxidação dos lípidos da membrana. Nos animais 3xTg-AD, esta dieta funcional também reduz os níveis cerebrais de ambos os péptidos β-amilóide, Aβ1-40 e Aβ1-42, indicando que é capaz de atenuar a progressão da neuropatologia desenvolvida por murganhos 3xTg-AD, a qual é semelhante à doença de Alzheimer. No entanto, as disfunções mitocondriais do cérebro dos animais 3xTg-AD não foram atenuadas pela dieta rica em polifenóis. Os estudos de lipidómica mostram que a dieta funcional possui a capacidade de modular a composição de ácidos gordos das membranas das células cerebrais. Nos animais 3xTg-AD, a dieta enriquecida em polifenóis aumentou os níveis de DHA (C22:6n-3) e diminui os níveis de AA (C20:4n-6) com o consequente aumento da razão DHA/AA, o que pode ter efeitos benéficos sobre a progressão da doença de Alzheimer pela atenuação do processo neuroinflamatório. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos no presente estudo indicam que a administração oral de uma dose baixa (100 mg/L de equivalentes de ácido gálico) de uma mistura de compostos fenólicos selecionados (extrato de vinho branco da região do Douro) promove benefícios significativos em vários aspetos da cascata fisiopatológica associada com a neuropatologia desenvolvida pelos animais 3xTg-AD. Aparentemente, nos controlos saudáveis esta dieta funcional não tem efeitos secundários indesejáveis, como sugerido pelos resultados obtidos com os animais NonTg. Portanto, a dieta rica em polifenóis também deve ter potencial para promover benefícios nos pacientes com a doença de Alzheimer, através da modulação de vários mecanismos/vias bioquímicas afetados pela doença (e.g. produção/agregação de péptidos β-amilóide, alterações no estado de oxidação-redução das células cerebrais, neuroinflamação). Estes resultados impulsionam as estratégias que propõem o uso de compostos fenólicos para tratar e/ou prevenir a doença de Alzheimer.
Autores principais:	Mendes, Daniela Sofia Gonçalves
Assunto:	Bioquímica Alzheimer Compostos fenólicos
Ano:	2016
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	português
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	A doença de Alzheimer é uma doença neurodegenerativa e a causa mais comum de demência, sendo responsável por cerca de 60% de todos os casos de demência. Nos países desenvolvidos, a prevalência da patologia de Alzheimer tem aumentado substancialmente com o aumento da esperança média de vida, pelo que a idade é considerado o principal fator de risco. As duas marcas patológicas da doença de Alzheimer são a progressiva acumulação no meio extracelular de polipeptídeos de β-amilóide (placas senis) e a presença intracelular de emaranhados neurofibrilares de proteína tau (tranças), ambas no córtex cerebral. Estas mudanças são acompanhadas pela perda de funcionalidade e morte de neurónios. No nosso grupo, a investigação é conduzida pela seguinte hipótese: a cascata fisiopatológica associada com o fenótipo da doença de Alzheimer surge como consequência de um desequilíbrio metabólico que emerge de alterações no metabolismo dos lípidos interligadas com disfunções mitocondriais, as quais estão associadas a um declínio da atividade do complexo I mitocondrial e a um perfil anómalo de cardiolipinas. Considerando este cenário científico, propomos que dietas funcionais suportadas por uma mistura de compostos fenólicos, selecionados pela sua capacidade de modular várias vias bioquímicas, podem promover efeitos benéficos sobre a progressão da doença de Alzheimer. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial terapêutico desta estratégia, usando murganhos triplo-transgénicos (3xTg-AD) com 10 meses de idade, como animais modelo para a doença de Alzheimer, e murganhos NonTg com idade equivalente, como animais controlo. Os compostos fenólicos foram extraídos do vinho branco da região do Douro por adsorção seletiva ao polímero polivinilpirrolidona (PVPP) e recuperados do polímero com uma solução etanólica alcalina. O extrato foi obtido por liofilização e analisado por cromatografia líquida de alta eficiência com um detetor de fotodíodos (HPLC-DAD). As análises químicas mostraram que o extrato obtido do vinho corresponde a uma mistura complexa, formada por mais de 20 compostos fenólicos incluindo: ácidos hidroxicinâmicos (e.g. ácidos trans-caftárico e ácido 5-clorogénico); ácidos hidroxibenzóicos (e.g. ácido gálico); e flavonóides (e.g. catequina e proantocianidinas, principalmente como oligómeros de catequina). Os estudos sobre as propriedades antioxidantes mostraram que este extrato de vinho exibe uma forte atividade antioxidante tanto em meios aquosos como em meios membranares, como evidenciado pela elevada capacidade de reduzir os radicais DPPH e ABTS e pela capacidade de proteger os lípidos das membranas mitocondriais do cérebro da degradação oxidativa induzida pelo tert-butil-hidroperóxido. O extrato de vinho foi utilizado para preparar uma dieta enriquecida em polifenóis, suplementando a água com 100 mg/L de equivalentes de ácido gálico de extrato de vinho. O impacto do consumo diário da água suplementada com polifenóis, durante dois meses, no cérebro de animais 3xTg-AD e NonTg foi avaliado, considerando os efeitos sobre o estado de oxidação-redução das células, os níveis de péptidos β-amilóide, a bioenergética mitocondrial e o perfil dos ácidos gordos dos fosfolípidos membranares. Na situação de dieta normal, os nossos resultados mostram que o cérebro de animais 3xTg-AD com 12 meses de idade, quando comparados com os controlos NonTg, exibe sinais de stresse oxidativo associado a alterações no estado de oxidação-redução das células, como é evidenciado pela acumulação de lípidos oxidados, pela deficiente atividade da catalase e pela redução da razão molar GSH/GSSG. Em relação à patologia da β-amilóide, o cérebro dos animais 3xTg-AD exibe acumulação significativa de ambos os péptidos β-amilóide, Aβ1-40 e Aβ1-42. Adicionalmente, o cérebro dos animais 3xTg-AD exibe disfunções mitocondriais, caracterizadas por deficiências nas atividades dos complexos I e IV, e alterações na composição dos ácidos gordos dos fosfolípidos das membranas das células cerebrais. A dieta rica em polifenóis modula o estado de oxidação-redução das células cerebrais dos animais 3xTg-AD, aumentando a razão GSH/GSSG e a atividade da CAT e reduzindo a oxidação dos lípidos da membrana. Nos animais 3xTg-AD, esta dieta funcional também reduz os níveis cerebrais de ambos os péptidos β-amilóide, Aβ1-40 e Aβ1-42, indicando que é capaz de atenuar a progressão da neuropatologia desenvolvida por murganhos 3xTg-AD, a qual é semelhante à doença de Alzheimer. No entanto, as disfunções mitocondriais do cérebro dos animais 3xTg-AD não foram atenuadas pela dieta rica em polifenóis. Os estudos de lipidómica mostram que a dieta funcional possui a capacidade de modular a composição de ácidos gordos das membranas das células cerebrais. Nos animais 3xTg-AD, a dieta enriquecida em polifenóis aumentou os níveis de DHA (C22:6n-3) e diminui os níveis de AA (C20:4n-6) com o consequente aumento da razão DHA/AA, o que pode ter efeitos benéficos sobre a progressão da doença de Alzheimer pela atenuação do processo neuroinflamatório. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos no presente estudo indicam que a administração oral de uma dose baixa (100 mg/L de equivalentes de ácido gálico) de uma mistura de compostos fenólicos selecionados (extrato de vinho branco da região do Douro) promove benefícios significativos em vários aspetos da cascata fisiopatológica associada com a neuropatologia desenvolvida pelos animais 3xTg-AD. Aparentemente, nos controlos saudáveis esta dieta funcional não tem efeitos secundários indesejáveis, como sugerido pelos resultados obtidos com os animais NonTg. Portanto, a dieta rica em polifenóis também deve ter potencial para promover benefícios nos pacientes com a doença de Alzheimer, através da modulação de vários mecanismos/vias bioquímicas afetados pela doença (e.g. produção/agregação de péptidos β-amilóide, alterações no estado de oxidação-redução das células cerebrais, neuroinflamação). Estes resultados impulsionam as estratégias que propõem o uso de compostos fenólicos para tratar e/ou prevenir a doença de Alzheimer.