Estudo da função do fator neurotrófico derivado do encéfalo no metabolismo da glicose em fatias hipocampais agudas de ratos

Abstract

Os neurônios e astrócitos são os tipos celulares mais abundantes no sistema nervoso central (SNC) e possuem uma íntima relação. Os astrócitos desempenham funções cooperativas com os neurônios, onde eles realizam a reciclagem de neurotransmissores, promovem a homeostasia de íons, auxiliam com o metabolismo energético e desempenham uma defesa antioxidante. O suporte energético que os astrócitos realizam acontece através da metabolização da glicose até lactato, o qual é transportado aos neurônios, onde servirá de substrato energético. A atividade antioxidante desempenhada pelos astrócitos se dá pela produção da glutationa (GSH). O fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) é uma neurotrofina principalmente secretada por neurônios com papel na sobrevivência e diferenciação celular de neurônios, o transporte de aminoácidos, metabolismo da glicose e atividade antioxidante. Assim sendo, o objetivo desse estudo foi investigar o papel do BDNF como um modulador do metabolismo da glicose no SNC, com ênfase nos astrócitos, a partir do conteúdo de GSH. Para isso se utilizou um protocolo de fatias hipocampais agudas. As fatias foram obtidas a partir de ratos Wistar de 30 dias e passaram por um processo de estabilização. Após a estabilização as fatias foram tratadas com BDNF, em concentrações de 1, 10 e 100 ng/mL durante uma hora. Depois foi coletado o sobrenadante para avaliar a liberação de lactato desidrogenase (LDH), a secreção de lactato e de S100B, e as fatias foram utilizadas para o ensaio da captação de glicose e análise do conteúdo de GSH. O resultado obtido pela liberação de LDH mostrou que o tratamento com BDNF não causou danos à viabilidade celular das fatias, sugerindo que os demais resultados foram de secreção e resposta celular, e não por dano à membrana. A captação de glicose e a secreção de lactato após o tratamento com BDNF não mostraram diferença significativa quando comparados ao tratamento basal. Porém, o conteúdo de GSH e a secreção de S100B tiveram um aumento significativo após o tratamento com BDNF nas concentrações de 10 e 100 ng/mL, respectivamente. Assim, é possível concluir que o BDNF apresentou uma ação moduladora sobre os astrócitos quanto ao aumento de GSH e ao aumento da secreção de S100B. Portanto, para melhor esclarecimento de como o BDNF atua nessa modulação serão necessários estudos futuros para investigar os meios pelos quais esses aumentos ocorrem.

Neurons and astrocytes are the most abundant cell types in the central nervous system (CNS) and have an intimate relationship. Astrocytes perform cooperative functions with neurons, where they perform the recycling of neurotransmitters, promote ion homeostasis, assist with energy metabolism and play an antioxidant defense. The energy support that astrocytes perform happens through the metabolism of glucose to lactate, which is transported to the neurons, where it will serve as an energy substrate. The antioxidant activity performed by the astrocytes occurs through the production of glutathione (GSH). Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a neurotrophin mainly secreted by neurons playing roles in regulating survival and cellular differentiation of neurons, amino acid transport, glucose metabolism and antioxidant activity. Thus, the objective of this study was to investigate the role of BDNF as a modulator of glucose metabolism in the CNS, with an emphasis on astrocytes, through the production of GSH. A protocol of acute hippocampal slices was used. The slices were obtained from 30-days old Wistar rats and underwent a stabilization process. After stabilization the slices were treated with BDNF at concentrations of 1, 10 and 100 ng / ml for one hour. After, the supernatant was collected to evaluate the release of lactate dehydrogenase (LDH), lactate secretion and S100B. The slices were used for the glucose uptake assay and GSH content analysis. The results obtained by the LDH release showed that treatment with BDNF did not cause damage to the cellular viability of the slices, suggesting that the other results were related to cellular response secretion and not membrane damage. Glucose uptake and lactate secretion after BDNF treatment showed no significant difference when compared to baseline treatment. However, GSH content and S100B secretion had a significant increase after treatment with BDNF at concentrations of 10 and 100 ng / mL, respectively. Thus, it is possible to conclude that BDNF showed a modulatory action on astrocytes regarding the increase of GSH and the increase of secretion of S100B. Therefore, to further elucidate how BDNF works in this modulation, future studies will be required to investigate the mechanisms of these alterations.