Sobrecarga crónica de cobre: daño oxidativo y disfunción mitocondrial en corteza, hipocampo y cuerpo estriado de cerebro de rata

SAPORITO MAGRIÑÁ, CHRISTIAN; MUSACCO SEBIO, ROSARIO; SEMPRINE, JIMENA; ARAUJO, JAVIER; REPETTO, MARISA

Jornada; Terceras Jornadas Conciencia. Facultad de Farmacia y Bioquímica; 2013

Facultad de Farmacia y Bioquímica

Introducción El cobre (Cu) es un biometal esencial en numerosos procesos biológicos pero en concentraciones elevadas se vuelve tóxico para el organismo. Un humano adulto contiene aproximadamente 100-120 mg de Cu: 2 mg/día se absorbe de la dieta en el intestino delgado y se almacena en el hígado (10 mg), en cerebro (8,8 mg), en sangre (6 mg), hueso (46 mg) y músculo (26 mg). La vía principal de excreción de Cu hepático es la vía biliar (80%). Alrededor del 95% de Cu en la sangre en los seres humanos se une covalentemente a la ceruloplasmina, mientras que otro 5% se une a la albúmina y otras moléculas. El Cu se acumula activamente en el cerebro (6 ​​mg/g cerebro). La distribución de Cu es diferente en las distintas áreas del cerebro: 25 mg Cu/g cerebro en la corteza, 21 mg Cu/g cerebro en hipocampo y 60 mg Cu/g de órgano en sustancia nigra. La sobrecarga crónica de este metal causa neurotoxicidad, daño oxidativo y disfunción mitocondrial en cerebro por diversos mecanismos los cuales aún no han sido descriptos. Objetivos El objetivo de este trabajo es determinar las áreas del cerebro afectadas en la toxicidad mitocondrial del cobre para caracterizar los cambios bioquímicos asociados al daño oxidativo. Materiales y métodos Ratas Sprague Dawley machos (150g) recibieron Cu(II) en el agua de bebida (0.5 g/L) durante 21 días. Previo al sacrificio de los animales se midió la quimioluminiscencia in situ de cerebro. Se sacrificaron los animales, se obtuvo el cerebro y se separó el hipocampo, la corteza y el cuerpo estriado para posteriormente aislar las mitocondrias de las mismas. En mitocondrias aisladas se midió el consumo de oxígeno y la actividad de los complejos I-III y II-III. Resultados La quimioluminiscencia in situ de cerebro (CL) incrementó 125% (control, 16 ± 2 cps/g, p < 0.001). Después de la sobrecarga de Cu, el consumo de oxígeno (∆O2) de las mitocondrias de corteza cerebral con malato-glutamato como sustrato incrementó 13% en el estado 3 (control, 76 ± 3 nmol O2/min.mg proteína, p < 0.01) y 19% en el estado 4 (Control, 13.5 ± 0.5 nmol O2/min.mg proteína p < 0.01). En condiciones similares, en mitocondrias de hipocampo y en mitocondrias de cuerpo estriado no se vieron cambios significativos en el ∆O2. Se observó que la actividad de los complejos II-III aumentó en corteza cerebral a los 14 días en un 32% (control, 17 ± 5 nmol /min.mg proteína, p < 0.05) mientras que la actividad del complejo I-III no registró cambios significativos en ninguna de las áreas. Discusión y Conclusiones La sobrecarga de cobre produjo un aumento del consumo de oxigeno con malato glutamato en corteza de cerebro, lo cual indica que la cadena respiratoria está trabajando a una velocidad mayor y esto podría verse acompañado por un incremento en la producción de especies reactivas que se reflejaría en el aumento en la quimioluminiscencia in situ de cerebro.