Melatonina y metabolitos derivados del triptófano como protectores de la fluidez de membranas plasmáticas de hepatocitos frente al estrés oxidativo

Resumen

En la literatura científica se ha descrito, que algunas indolaminas y (3-carbolinas sintetizadas en la glándula pineal poseen propiedades antioxidantes. En la presente investigación se evaluaron la capacidad antioxidante y protectora de la fluidez de membrana plasmática, del aminoácido esencial triptófano y 9 de sus metabolitos pineales, frente al daño generado por radicales libres en un modelo oxidativo, basado en la reacción de Fenton, constituido por tricloruro de hierro y ácido ascórbico. Las membranas se aislaron por técnicas de centrifugación diferencial, para eliminar restos celulares, a partir del homogeneizado de tejido hepático de ratas Sprague-Dawley de 220 ± 20 g. El daño oxidativo fue medido utilizando un indicador funcional , fluidez de membranas, e indicadores bioquímicos de lesión a lípidos, malonildialdehido y 4-hidroxialquenales (MDA+4-HDA) , y a proteínas , restos carbonilo. Se realizó' un estudio cinético para determinar el tiempo de incubación de las membranas con el sistema oxidativo, para lo cual en presencia y ausencia de dicho sistema, se incubaron muestras de membranas conteniendo 0,5 mg/mL de proteínas en TRIS 50 mM durante 0,10,20,30,60 y 120 minutos, deteniendo la reacción en cada uno de los tiempos con EDTA como quelante del hierro. Establecido el tiempo en 120 minutos, se procedió a evaluar la protección sobre las membranas expuestas o no al sistema oxidativo , de varias concentraciones del triptófano y sus derivados metabólicos. La fluidez de membrana se determinó por espectroscopia de fluorescencia, utilizando TMA-DPH como marcador. La peroxidación lipídica se valoró por las concentraciones de MDA+4-HDA y el daño oxidativo a las proteínas mediante la formación de restos carbonilo. El análisis estadístico incluyó un estudio descriptivo con el cálculo de la media f error estándar , el test de normalidad de Kolmogorov-Smimov y la aplicación del test t-Student para datos pareados con un nivel de significación aceptado p 0,05. Se determinó gráficamente porcentajes de inhibición del daño oxidativo para cada molécula y, para establecer un grado de comparación, se calculó la concentración necesaria para inhibir al 50% los efectos del sistema oxidativo (IC50). Los resultados muestran que el ataque oxidativo generado por el sistema, redujo la fluidez en las membranas e incrementó las concentraciones de MDA+4-HDA y de restos carbonilo. Entre las moléculas que protegen del daño oxidativo se encuentran las (3-carbolinas, pinolina y triptolina, y las indolaminas, N-acetilserotonina, 5-hidróxitriptáfano y melatonina. Debido a su capacidad para reducir la oxidación lipídica y proteica, este importante grupo de moléculas pineales derivadas del triptófano, puede estabilizar membranas y prevenir la rigidez inducida por el ataque de radicales libres, salvaguardando funciones celulares moduladas por la fluidez de membrana. Destacamos la importancia de los grupos funcionales hidroxilo, metoxi y N-acetilo, para dotar o potenciar la eficacia antioxidante de la molécula al aumentar su capacidad de transferencia electrónica y solubilidad en medios lipídico y acuoso. El presente estudio sobre un amplio grupo de metabolitos del triptófano de la glándula pineal, contribuye al mejor conocimiento de sus propiedades moleculares antioxidantes in vitro, y anuncia la investigación de estos efectos in vivo para plantear posibles usos terapéuticos.