In vivo and in vitroeffects of fructose on rat brain acetylcholinesterase activity: an ontogenetic study

Portuguese. Concentrações elevadas de frutose são a principal carac-terística bioquímica da frutosemia, um grupo de doenças hereditárias na via metabólica deste carboidrato. Os principais achados clínicos observados nos pacientes afetados pela frutosemia incluem anormalidades neurológicas com retardo do desenvolvimento, cuja fisiopatologia ainda não está definida. No presente trabalho investigou-se os efeitos in vitro e in vivo da frutose sobre a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) em diferentes estruturas cerebrais de ratos em desenvolvimento. Para os experimentos in vitro, a frutose foi adicionada em concentrações crescentes ao meio de incubação. Observou-se que a frutose inibiu a atividade da AChE em córtex cerebral de ratos de 30 de vida, mesmo em baixas concentrações (0,1 mM). Para os experimentos in vivo, os ratos sofreram eutanásia 1 hora após uma administração única de frutose (5 µmol/g; subcutânea). O grupo controle recebeu o mesmo volume de solução salina. A atividade da AChE encontrou-se aumentada em córtex cerebral de ratos com 30 e 60 dias de vida que receberam administração de frutose. Finalmente, não se observou diferença significativa entre os grupos controle e frutose em cérebro de animais de 15 e 90 dias de vida. Os resultados do presente trabalho sugerem que um desequilíbrio na homeostase colinérgica pode estar envolvido na fisiopatologia do dano cerebral observado em pacientes jovens afetados pela frutosemia.

English. Increased fructose concentrations are the biochemical hallmark of fructosemia, a group of inherited disorders on the metabolic pathway of this sugar. The main clinical findings observed in patients affected by fructosemia include neurological abnormalities with developmental delay, whose pathophysiology is still undefined. In the present work we investigated the in vitro and in vivo effects of fructose on acetylcholinesterase (AchE) activity in brain structures of developing rats. For the in vitro experiments, fructose was added at increasing concentrations to the incubation medium. It was observed that fructose provoked an inhibition of acetylcholinesterase activity in cerebral cortex of 30-day-old-rats, even at low concentrations (0.1 mM). For the in vivo experiments, rats were killed 1 h after a single fructose administration (5 µmol/g). Control group received the same volume of saline solution. We found that AchE activity was increased in cerebral cortex of 30- and 60-day-old rats receiving fructose administration. Finally, we observed that AchE activity was unaffected by acute fructose administration in cerebral cortex, striatum or hippocampus of 15- and 90-day-old rats. The present data suggest that a disruption in cholinergic homeostasis may be involved in the pathophysiology of brain damage observed in young patients affected by fructosemia.