O excesso e a deficiência dietética de ferro em ratos senis aumentam o estresse oxidativo

Abstract

O ferro é um mineral essencial para o organismo humano, porém ele também pode ser extremamente deletério, já que pode catalisar reações de geração de radicais livres. Os radicais livres são capazes de danificar biomoléculas e por isso têm sido associados à promoção de doenças e envelhecimento. Este estudo tem como objetivo avaliar alterações no estado corporal em ferro e estado oxidativo de ratos senescentes em respostas à depleção e suplementação dietética de ferro, bem como comparar os biomarcadores do estado corporal em ferro e estado oxidativo entre ratos jovens e senis. Para tanto, 23 ratos Wistar machos idosos e 6 ratos Wistar machos jovens foram adquiridos. Os ratos senis foram divididos em três grupos: Controle (CT): 35mg de ferro/Kg de ração, Suplementado (SUP): 350mg de ferro/Kg de ração, Deficiente (DEF): 21mg de ferro/Kg de ração e tratados por 78 dias. Os ratos do grupo Jovem (JOV) sofreram aclimatização de um dia e foram sacrificados. Foram avaliados marcadores do estado corporal em ferro: ferro tecidual, ferro sérico, hemácia, hemoglobina, hematócrito, transferrina, saturação de transferrina, capacidade total de ligação do ferro; marcadores de estresse oxidativo: malondialdeído (MDA), proteína carbonilada, gama glutamiltransferase (GGT); atividade específica das enzimas: catalase, glutationa redutase; glutationa peroxidase; glutationa S transferase; NADPH oxidase. Os ratos do grupo DEF apresentaram maior nível de hemoglobina e hematócrito do que o grupo CT, bem como menores níveis de ferro no músculo esquelético em relação ao CT. Nos animais do grupo SUP foi observado aumento dos níveis séricos de ferro em comparação aos grupos CT e DEF, aumento na saturação de transferrina em relação ao DEF, acúmulo de ferro no baço e fígado comparados ao CT e no coração em relação ao DEF. O grupo JOV apresentou maior nível de hemoglobina e hematócrito do que o grupo CT, bem como menores níveis de ferro no baço, fígado e músculo esquelético em relação ao CT. A ingestão dietética de ferro e o fator idade induziram diferentes respostas em cada enzima antioxidante, sendo também observada uma variação de atividade entre os tecidos. O grupo SUP apresentou em todos os tecidos maiores níveis de pelo menos um marcador de estresse oxidativo (MDA ou carbonil) em comparação aos grupos CT e DEF. No grupo DEF, com exceção do baço e músculo esquelético, foi observado menor dano oxidativo protéico e/ou lipídico nos demais órgãos estudados, comparado aos grupos CT e/ou SUP. Além disso, foram observados maiores níveis de GGT no grupo SUP e níveis menores no grupo DEF. Os ratos do grupo JOV apresentaram menores níveis de danos oxidativos a lipídios no baço, fígado e coração comparados ao CT, porém, no coração e no músculo esquelético foi encontrado um aumento nos danos oxidativos às proteínas e aos lipídios respectivamente. A partir destes dados, podemos concluir que o tanto o excesso e quanto a redução da ingestão dietética de ferro resultam em alterações tecido específica nas atividades de enzimas antioxidantes de ratos senescentes, além de promover o aumento e diminuição respectivamente dos danos oxidativos em ratos senescentes. Também foi observado um maior estresse oxidativo com o envelhecimento. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Iron is an essential mineral for the human body, but it can also be extremely harmful, since it can catalyze the generation of free radicals. Since free radicals are capable of damaging biomolecules, they have been associated to the promotion of disease and aging. This study aims to evaluate changes in body iron and oxidative status of senescent rats in response to dietary iron depletion and supplementation as well as compare biomarkers of body iron and oxidative status between young and senile rats. For this purpose, 23 old male Wistar rats and 6 young male Wistar rats were purchased. The senescent rats were divided into three groups: Control (CT): 35 mg iron / kg feed, Supplemented (SUP): 350mg iron / kg feed; Deficient (DEF): 21mg iron / kg diet) and treated for 78 days. The young rats (YN) were submitted to 1 day of acclimation and then sacrificed. It was evaluated markers of corporal iron state: tissue iron, seric iron, red bloody cell, hemoglobin, transferrin, transferrin saturation, total binding capacity of iron; markers of oxidative stress: malondialdehyde (MDA), protein carbonyl, gamma glutamyl transferase (GGT); activity of specific enzymes, including catalase, glutathione reductase, glutathione peroxidase, glutathione S transferase, NADPH oxidase. DEF group had higher hemoglobin and hematocrit than the CT group, as well as lower levels of iron in skeletal muscle compared to CT. SUP animals showed increased serum iron compared to the CT and DEF groups, increased transferrin saturation in relation to DEF group, iron accumulation in the spleen and liver compared to the CT and in the heart in relation to DEF group. The YN group had a higher level of hemoglobin and hematocrit than the CT group, as well as lower levels of iron in the spleen, liver and skeletal muscle compared to CT. Dietary intake of iron and aging induced different responses in each antioxidant enzyme and a variation of activity between the tissues was also observed. In all tissues the SUP group showed higher levels of at least one marker of oxidative stress (MDA or carbonyl) compared to the CT and DEF groups. In exception of the spleen and skeletal muscle, the DEF group showed less oxidative protein damage and / or lipid damage compared to CT groups and / or SUP. Moreover, we observed higher levels of GGT in the SUP group and lower levels in the DEF group. Comparing to the CT group, the YN rats hadlower levels of oxidative damage to lipids in the spleen, liver and heart, but in heart and skeletal muscle was found an increase of oxidative damage to proteins and lipids respectively. From these data, we conclude that excessive and reduced iron dietary intake result in tissue specific changes in antioxidant enzyme activities, as well as an increase and decrease respectively in oxidative damage in senescent rats. It was also observed an increased oxidative stress with aging.