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 Addiction Journal

 
Magazine No.: 2/2011
METANFETAMINA E O CICLO DO GLUTAMATO NO CÉREBRO DE MURGANHO

Ana S. Travassos, Teresa Morgadinho, Joana Gonçalves, Ana P. Silva, Carlos Fontes Ribeiro, Frederico C. Pereira

RESUMO
A metanfetamina (Meta) é uma droga psicoestimulante com propriedades aditivas significativas cuja utilização ultrapassou a da cocaína e heroína em alguns países, com acréscimo do seu consumo nas últimas décadas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o perfil cinético do impacto de uma dose neurotóxica de Meta na comunicação entre neurónios e astrócitos a nível do córtex frontal e no hipocampo do murganho. Murganhos adultos C57BL/6 (3-4 meses de idade) foram sacrificados às 4, 24 e 72 horas após a administração de dose única de Meta (30 mg.kg -1 por via intraperitoneal) ou de solução salina (NaCl a 0,9%). Procedeu-se ao isolamento de duas áreas cerebrais, o córtex frontal e hipocampo para análise dos níveis totais de glutamato (Glu) e glutamina (Gln), do cociente glutamina/glutamato, da expressão da glutamina sintetase (GS), uma enzima astrocitária responsável pela reciclagem do glutamato libertado na sinapse) e da proteína glial fibrilar ácida (GFAP), uma proteína estrutural astrocitária. Os aminoácidos foram avaliados por cromatografia líquida de alta resolução com deteção eletroquímica (HPLC-ED), e os níveis de proteína em estudo foram analisados pela técnica Western blot. A injeção única de uma dose elevada de Meta produziu um aumento de 50%-60% na expressão do GFAP às 24 horas no hipocampo e no córtex frontal, a qual permaneceu elevada às 72 horas nesta região cortical. O aumento de 3 vezes na expressão de GS nesta área às 72 horas, em comparação com o controlo no córtex frontal, não teve tradução no cociente glutamina/glutamato. Os resultados sugerem que a Meta perturbou a comunicação cruzada entre neurónios e astrócitos no hipocampo.
Palavras-chave: Metanfetamina; Neurotoxicidade; Gliose Reativa, Ciclo Glutamato-Glutamina; GS; GFAP.


RÉSUMÉ
La méthamphétamine (Méth) est une drogue psychostimulante avec des propriétés addictives dont l’utilisation a dépassé celle de la cocaïne et l’héroïne dans certains pays, avec une augmentation de la consommation dans les dernières décennies. L’objectif de cette étude était de caractériser le profil cinétique de l’impact d’une doseneurotoxique de Meth dans la communication entre les neurones et les astrocytes dans le cortex frontal et l’hippocampe des souris. Des souris adultes C57BL/6 (3-4 mois) ont été sacrifiés à 4, 24 et 72 heures après une dose unique de Meth (30 mg.kg-1 par voie intrapéritonéale) ou une solution saline (NaCl 0,9%). On a isolé deux zones du cerveau, le cortex frontal et l’hippocampe, pour l’analyse des niveaux totaux de glutamate (Glu) et de glutamine (Gln), du quotient glutamine/glutamate, de l’expression de la glutamine synthétase (GS), une enzyme astrocytaire responsable pour la recyclage du glutamate libéré dans la synapse, et de la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP), une protéine structurelle astrocytaire. Les acides aminés ont été analysés par chromatographie liquide de haute résolution avec détection électrochimique (HPLC-ED), et les taux de protéines ont été analysés par la technique de Western blot. Une seule injection d’une dose élevée de meth produit une augmentation de 50%-60% dans l’expression de la GFAP à 24 h dans l’hippocampe et le córtex frontal, qui est demeuré élevé à 72 heures dans cette région corticale. L’augmentation de 3 fois dans l’expression de GS dans cette région à 72 heures, par rapport au controle dans le cortex frontal n’avait pas de traduction dans le quotient glutamine/glutamate. Les résultats suggèrent que la Meth a perturbé la communication croisée entre lesneurones et les astrocytes dans l’hippocampe.
Mots-clé: Méthamphétamine; Neurotoxicité; Gliose Réactive; CycleGlutamate-Glutamine; GS; GFAP.


ABSTRACT
Methamphetamine (METH) is a psychostimulant drug with significant addictive properties, the use of which surpassed that of cocaine and heroin in some countries, with an increase of consumption in recent decades. The aim of this study was to characterize the kinetic profile of the impact of a neurotoxic dose of Meth in the communication between neurons and astrocytes within the frontal cortex andhippocampus of the house mouse. Adult house mice C57BL/6 (3-4 months old) were sacrificed at 4, 24 and 72 hours after a single dose of Meth (30 mg.kg -1, intraperitoneally) or saline (NaCl 0,9%). We proceeded with the isolation of two brain areas, the frontal cortex and the hippocampus, for analysis of total levels of glutamate (Glu) and glutamine (Gln), the quotient glutamine/glutamate, the expression of glutamine synthetase (GS), an astrocytic enzyme responsible for the recycling of glutamate released at the synapse, and glial fibrillary acidic protein (GFAP), an astrocytic structural protein. Aminoacids were evaluated by HPLC-ED, and protein levels were analyzed by the Western blot technique. METH treatment evoked an increase in striatal glutamine/glutamate ratio at 72 h, and also a two-fold increaseof GFAP and GS expression at this time-point. A single injection of a high dose of Meth in the frontal cortex and hippocampus showed an early 50%-60% increase in GFAP expression at 24 h in the hippocampus and frontal cortex, that remained high at 72 h in the cortical area. The 3-fold increase in the GS expression in this area at 72 hours, compared with the control in the frontal cortex, had no translation in the quotient glutamine/glutamate. The results suggest that Meth disturbed the crossed comunication between neurons and astrocytes in the hippocampus.
Keywords: Methamphetamine; Neurotoxicity; Reactive Gliosis; Glutamate-Glutamine Cycle; GS; GFAP.


RESUMEN
La mentafetamina (Meta) es una droga psicoestimulante con propriedades adictivas significativas cuya utilización ultrapasó la de cocaína y heroína en algunos países, con crecimiento de su consumo en las ultimas décadas. El objetivo de este trabajo ha sido la caracterización del perfil cinético del impacto de una dosis neurotóxica de meta en lacomunicación entre neuronas y astrócitos a nivel de la corteza frontal y en el hipocampo del murgaño. Murgaños adultos C57BL/6 (3-4 meses de edad) fueran sacrificados a las 4, 24 y 72 horas después de haber sido administrada la dosis única de Meta (30 mg.kg -1 por vía intraperitoneal) o de solución salina (NaCl a 0,9%). Se aislaron las dos áreas cerebrales, la corteza frontal y el hipocampo, para análisis de los niveles totales de glutamato (Glu) y glutamina (Gln), del cociente lutamina/glutamato, de la expresión de la glutamina sintetase (GS), una enzima astrocitária responsable por la reciclaje del glutamato libertado en la sinapsis y de la proteína glial fibrilar ácida (GFAP), una proteína estructural astrocitária. Los aminoácidos fueran evaluados por cromatografía liquida de gran resolución con detección electroquímica (HPLC-ED), y los niveles de proteína en estudio fuerananalizados por la técnica Western blot. La inyección única de una dosis elevada de Meta produjo un aumento de 50%-60% en la expresión del GFAP a las 24 horas en el hipocampo y en la corteza frontal, la cual permaneció elevada a las 72 horas en esta región cortical. El aumento de 3 veces en la expresión de GS en esta área a las 72horas, en comparación con el controlo en la corteza frontal no tubo traducción en el cociente glutamina/glutamato. Los resultados sugieren que la Meta perturbó la comunicación cruzada entre neuronas y astrócitos en el hipocampo.
Palabras clave: Mentafetamina; Neurotoxicidad; Glicose Reactiva; Ciclo Glutamato-Glutamina; Glutamina; GS; GFAP.


artigo7vol17_n2.pdf
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