Avaliação das alterações das atividades de metalopeptidases no sistema nervoso central em modelos de privação de sono

Abstract

Neuropeptides have a fundamental role on sleep-wake cycle control and their actions are regulated by proteolytic processing. Proteolytic enzymes are essential for the metabolism of neuropeptides, either by release from active or inactive precursor protein, or the inactivation of active neuropeptides. Using fluorescence resonance energy transfer substrates, Western blot, specific inhibitors and real time PCR, we have demonstrated changes in the expression and activity of angiotensin I-converting enzyme (ACE - EC 3.4.15.1) and thimet oligopeptidase (EP24.15 – EC 3.4.24.15) in the central nervous system of rats submitted to paradoxical sleep deprivation. Male rats were distributed in 5 groups: control, paradoxical sleep deprivation during 96h (PSD96), and sleep recovery (recovery after sleep deprivation 24, 48 and 96h after PSD96). Alterations in the activities, expression and mRNA levels of ACE and EP24.15 were found in extracts of the hypothalamus, hippocampus, brainstem, cortex and striatum. Significant changes in these parameters (activity, mRNA levels, protein expression) were observed in groups PSD96 and recovery. Modifications on ACE and EP24.15 activities can result in alterations in the metabolism of angiotensins, bradykinin, opioid peptides (dynorphins and enkephalins), substance P and GnRH and be related to some of the physiological changes (stress, memory and cognition, nociception and endocrine changes) observed during and after sleep deprivation.

Os neuropeptídeos desempenham um papel fundamental no controle do ciclo vigília-sono e as suas ações podem ser reguladas pela atividade das enzimas proteolíticas. Enzimas proteolíticas são essenciais para metabolização de neuropeptídeos, seja pela liberação a partir de precursores protéicos inativos ou ativos, ou pela inativação de neuropeptídeos ativos. Utilizando substratos com supressão interna de fluorescência, Western blot, inibidores específicos e PCR em tempo real, avaliamos as alterações na expressão e atividade da enzima conversora de angiotensina-I (ECA - EC 3.4.15.1) e thimet oligopeptidase (EP24.15 - EC 3.4.24.15) no sistema nervoso central de ratos em modelos de privação de sono paradoxal. Ratos machos foram distribuídos em cinco grupos: controle, privação de sono paradoxal por 96h (PSP96) e recuperação do sono (rebote após privação 24, 48 e 96 horas após PSP96). Encontrou-se variações nas atividades, na expressão e nos níveis de RNAm da ECA e EP24.15 em extratos do hipotálamo, hipocampo, tronco encefálico, córtex e estriado. Mudanças significativas nos parâmetros avaliados (atividade, níveis de RNAm e expressão protéica) foram observadas nos grupos PSP96 e nos rebotes. As alterações de atividade da ECA e EP24.15 podem implicar em mudanças no metabolismo das angiotensinas, bradicinina, peptídeos opióides (dinorfinas e encefalinas), substância P e GnRH e relacionar-se a algumas das mudanças fisiológicas (estresse, memória e cognição, nocicepção e alterações endócrinas) observadas durante e após a privação do sono.