Influência da S-nitrosoglutationa na oxidação da dopamina, um neurotransmissor envolvido na doença de Parkinson

Abstract

Oxidative stress promoted by dopamine (DA) oxidation generates reactive chemical species responsible for neurological disorder such as, for example, Parkinson?s disease. Acting as a reductant in the deactivation of reactive species, glutathione (GSH) has a fundamental role in the control of in vivo oxidative stress. There is also evidence of the involvement of the main endogenous transporter/donor of nitric oxide (NO), S-nitrosoglutathione (GSNO), in the combat of oxidative stress in cells and tissue. Within this context, this work was aimed at the investigation, at physiological pH, of the role of GSNO in the in vitro oxidation of dopamine mediated by oxygen (autoxidation) and peroxynitrite, the latter being an endogenous oxidant formed under pathological conditions. It has been observed that both, GSNO and GSH, are able to inhibit the autoxidation of DA by the complete suppression of formation of dopaminochrome (an intermediate of the oxidation of DA). This complete suppression lasts a certain period of time, called induction time, and it is proportional to the concentrations of either GSNO or GSH. However, GSH inhibits the autoxidation of DA more effectively than GSNO, and in order to observe equivalent induction times, concentrations of GSNO have to be two orders of magnitude higher than that of GSH. In the presence of GSNO, electron paramagnetic resonance (EPR) experiments show a reduction in the concentration of semiquinone intermediates during the autoxidation of DA. Oxymetric studies show a GSNO dose-dependent increase in initial consumption of oxygen during DA autoxidation. Taken together, these results allow us to propose that the inhibition of dopaminochrome formation by GSNO occurs via an oxygen dependent formation of a conjugate between DA-semiquinone and GSNO, in which the nitrosothiol S-NO bond is kept intact. During peroxynitrite mediated DA oxidation, on the one hand, a GSH dose-dependent inhibition of the oxidation has been observed at GSH concentrations below those of peroxynitrite. This inhibitory effect can be rationalized considering that peroxynitrite oxidizes GSH with the formation of nitrite and a sulfenic acid intermediate (GSOH), the latter reacting further with a second molecule of GSH to form oxidized glutathione (GSSG). On the other hand, at the same conditions, no inhibitory effect has been observed in the presence of GSNO. Considering that the mechanism of GSH inhibition involves a nucleophilic attack of the thiolate anion (GS-) to the peroxo oxygen that is bond to hydrogen in peroxynitrous acid, with NO2- as a leaving group in the process, it is plausible to attribute GSNO?s incapacity to prevent the peroxynitrite mediated oxidation of DA to it?s inability to undergo oxidative denitrosation to form the thiolate. Finally, the results obtained in this work show that, despite the fact that GSNO can totally inhibit the formation of dopaminochrome during DA autoxidation, this nitrosothiol, contrary to GSH, doesn?t inhibit the peroxynitrite mediated oxidation of dopamine.

O estresse oxidativo gerado pela oxidação da dopamina (DA) produz espécies reativas que podem estar envolvidas numa série de desordens neurológicas, como a doença de Parkinson. A glutationa (GSH) desempenha um papel fundamental no controle do estresse oxidativo in vivo, atuando como espécie redutora na desativação de espécies reativas. Também há evidências da atuação da S-nitrosoglutationa (GSNO), principal transportador/doador endógeno de óxido nítrico (NO), no combate ao estresse oxidativo em células e tecidos. Dentro deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo investigar a influência da GSNO em processos de oxidação in vitro da dopamina em pH fisiológico, mediados pelo oxigênio (autoxidação) e pelo peroxinitrito, um agente oxidante endógeno formado em condições patológicas. Foi observado que tanto a GSNO quanto a GSH são capazes de inibir a autoxidação da DA, o que ocorre, em ambos os casos, pelo bloqueio completo da formação do dopaminocromo (intermediário do processo oxidativo da DA). Este bloqueio se dá durante certo período de tempo, denominado tempo de indução, o qual aumenta com o aumento da concentração tanto de GSNO quanto de GSH. Entretanto, a inibição da autoxidação da DA pela GSH é muito mais efetiva que a promovida pela GSNO, sendo requeridas concentrações de GSNO cerca de duas ordens de grandeza maiores que as de GSH para que tempos de indução da mesma ordem de grandeza sejam observados. Estudos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) mostram que a GSNO atua na redução da concentração das semiquinonas intermediárias do processo de autoxidação da DA. Monitoramentos do consumo de oxigênio indicam aumento do consumo inicial de O2 em processos de autoxidação da DA realizados em presença de teores crescentes de GSNO. Este conjunto de resultados permite sugerir que a inibição da formação de dopaminocromo em presença de GSNO se dê pela formação de um conjugado entre a semiquinona da DA e a GSNO, num processo dependente de oxigênio, no qual a ligação S-NO do nitrosotiol mantem-se intacta. Na oxidação da DA mediada por peroxinitrito, a GSH mostrou uma ação inibitória dose dependente quando em concentrações inferiores à concentração de peroxinitrito. A atuação inibitória da GSH pode ser atribuída à oxidação da mesma pelo peroxinitrito, que conduz à formação de nitrito e de ácido sulfênico como intermediário (GSOH), o qual reage com um outro tiol, para formar a glutationa oxidada (GSSG). Por outro lado, nas mesmas condições, a GSNO não mostrou qualquer ação inibitória na oxidação da DA mediada por peroxinitrito Visto que o mecanismo de proteção da GSH envolve o ataque nucleofílico do ânion tiolato ao oxigênio peroxídico ligado ao hidrogênio do ácido peroxinitroso, tendo o NO2- como um grupo de saída, a ausência de uma ação protetora da GSNO pode ser atribuída a sua incapacidade de sofrer desnitrosação oxidativa para formar o tiolato. Finalmente, os resultados obtidos neste trabalho mostram que, embora a GSNO possa atuar no bloqueio total da formação do dopaminocromo no processo de autoxidação da DA, este nitrosotiol, ao contrário da GSH, não exerce influência inibitória na oxidação da dopamina mediada por peroxinitrito