O efeito protetor do exercício físico e da suplementação com cafeína nas convulsões e dano oxidativo induzidos por pentilenotetrazol em ratos

Abstract

As crises convulsivas constituem a principal manifestação clínica da epilepsia. A epilepsia é uma condição neurológica crônica com incidência de 1 % na população em geral sendo que cerca de 20 a 30% dos pacientes apresentam-se refratários ao tratamento com as drogas antiepiléticas disponíveis. Existem evidências para a participação das espécies reativas de oxigênio (EROs) na fisiopatologia das epilepsias, entretanto determinar o seu papel é difícil, uma vez que, o estresse oxidativo pode ser causa ou consequência das crises epilépticas. Considerando o grande número de pacientes refratários ao tratamento disponível, e que o dano oxidativo parece ser um importante fator envolvido nas crises, terapias alternativas que aumentem as defesas antioxidantes e/ou diminuam o dano oxidativo podem se tornar importantes adjuvantes no tratamento das crises epilépticas, como o exercício físico e a administração de cafeína. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da atividade física e da suplementação com cafeína nas convulsões comportamentais e eletroencefalográficas (EEG), bem como nas alterações dos parâmetros oxidativos induzidos por pentilenotetrazol (PTZ) em ratos. No estudo 1 demonstrou-se que o exercício físico (natação 6 semanas) atenuou a latência e a duração das convulsões generalizadas induzidas pela administração de PTZ (45 mg / kg i.p) e atenuou o aumento da amplitude das ondas eletroencefalográficas induzidas por PTZ (30, 45 e 60 mg/Kg i.p). Análise de correlação de Pearson revelou que a proteção do exercício físico contra as convulsões correlaciona-se com conteúdo de tióis não protéicos (TNP), atividade da enzima Na + ,K + -ATPase e manutenção da captação de glutamato. O exercício físico aumentou a atividade da superóxido dismutase (SOD) e o conteúdo de TNP per se atenuando a produção de EROs per se. Além disso, o exercício físico protegeu contra a neutoxicidade induzida por PTZ caracterizada aqui pela produção de EROs, peroxidação lipídica (LPO), carbolinação de proteínas, diminuição no conteúdo de TNP inibição da atividade da SOD e catalase (CAT), e a inibição da captação de glutamato. No estudo 2 verificou-se que a administração prolongada de cafeína (6 mg/Kg, 15 dias p.o), mas não a administração aguda diminuiu o tempo gasto nas convulsões tônico-clônico generalizadas e atenuou o aumento da amplitude EEG induzida por PTZ (60 mg/Kg i.p). Além disso, verificou-se que a administração prolongada de cafeína aumentou o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) per se e protegeu do aumento da LPO, produção de EROs e inibição da atividade da enzima Na + ,K + -ATPase induzida por PTZ. A infusão de L-butionina sulfoximina (BSO, 3,2 micromol / site icv), um inibidor da síntese de GSH, dois dias antes da administração de PTZ reverteu o efeito anticonvulsivante da cafeína frente as convulsões e dano oxidativo induzidos por PTZ. Além disso, um estudo subsequente revelou que a administração prolongada de cafeína juntamente com exercício físico durante 4 semanas aumentou a latência para a primeira convulsão mioclônica e primeira generalizada, além de diminuir a duração das convulsões generalizadas induzidas pela administração de PTZ (60 mg / kg i.p). Considerando os dados apresentados no presente estudo, conclui-se que o exercício físico e a suplementação prolongada com cafeína atenuam as convulsões induzidas por PTZ, por modular positivamente o sistema antioxidante e manter a atividade da enzima Na + ,K + -ATPase em ratos.

Seizures are the main clinical manifestation of epilepsy. Epilepsy is a common neurological disorder with an incidence of 1% in the general population, with about 20 to 30% of patients are refractory to treatment with antiepileptic drugs available. There is evidence for the involvement of reactive oxygen species (ROS) in the pathophysiology of epilepsy, however, determines their role is difficult since oxidative stress can be a cause or consequence of epileptic seizures. Considering the large number of patients refractory to available treatment, and that oxidative damage appears to be an important factor involved in crises, alternative therapies that enhance antioxidant defenses and / or decrease the oxidative damage may become important adjuvants in the treatment of epileptic seizures, as exercise and caffeine administration. In this sense the present work aimed to investigate the effects of physical activity and caffeine supplementation on behavioral and electroencephalographic (EEG) seizures, as well as on changes in oxidative parameters induced by pentylenetetrazol (PTZ) in rats. The first study showed that physical exercise (swimming for 6 weeks) attenuated the onset and duration of generalized seizures induced by administration of PTZ (45 mg / kg i.p) and attenuated the increase in amplitude of EEG waves induced by PTZ (30, 45 and 60 mg / kg i.p). The Pearson correlation analysis revealed that the protection of physical training against seizures, correlates with the content of non-protein thiol (NPT), Na + ,K + - ATPase activity and glutamate uptake. Exercise increased the activity of superoxide dismutase (SOD) and the content of the NPT per se. Moreover, physical exercise protect against PTZ-induced neutoxicity, characterized here by ROS production, lipid peroxidation (LPO), protein carbonylation, decreased the content of TNP inhibition of SOD and catalase (CAT) and inhibition of glutamate uptake. The second study, showed that prolonged administration of caffeine (6 mg / kg, 15 days po), but not acute administration decreased the duration of generalized tonic-clonic seizures and attenuated the increase in EEG amplitude induced by PTZ (60 mg / kg i.p). Moreover, prolonged administration of caffeine increased content of reduced glutathione (GSH) per se and protected against increased LPO, ROS and the inhibition of Na + ,K + - ATPase activity induced by PTZ. Infusion of L-buthioninesulfoximine (BSO, 3.2 micromol / site, i.c.v), an inhibitor of GSH synthesis, two days before the injection of PTZ, reversed the anticonvulsant effect of caffeine on seizures and oxidative damage induced by PTZ. In addition, a subsequent study has revealed that the prolonged administration of caffeine along with exercise for 4 weeks increased the latency to first myoclonic seizure and first generalized beyond decreased the time spend on generalized seizures induced by the administration of PTZ (60 mg / kg i.p ). Considering the data presented in this study, conclude that physical exercise and supplementation with caffeine attenuates seizures by positively modulating the antioxidant system and maintain Na + ,K + -ATPase activity.