Atividades biológicas do isoesteviol lactona : efeitos sobre o metabolismo mitocondrial e sobre macrófagos

Abstract

Resumo: O isoesteviol lactona é um diterpeno baierano proveniente de uma reação de lactonização do isoesteviol. O isoesteviol é o produto obtido da hidrólise ácida do esteviosídeo, o glicosídeo obtido da Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. É relatado que o isoesteviol afeta vários parâmetros do metabolismo mitocondrial, atuando como um desacoplador clássico. Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos do isoesteviol lactona e comparar com aqueles do isoesteviol. Foram analisados os efeitos do isoesteviol lactona sobre mitocôndrias de fígado de rato e em macrófagos peritoneais de camundongos. Os resultados sobre a respiração mitocondrial mostraram que o isoesteviol lactona diminui a velocidade respiratória no estado III e estimula no estado IV. As análises dos complexos da cadeia respiratória mostraram que o isoesteviol lactona provocou uma diminuição da atividade enzimática dos complexos I, II, III e IV. A atividade da L-glutamato desidrogenase também foi reduzida 85% com 1 mmol.l-1 de isoesteviol lactona. A atividade hidrolítica da ATPase é inibida parcialmente; nos experimentos de voltametria cíclica ambas as substâncias não mostraram ser eletroativas na faixa de potencial que abrange a cadeia respiratória; as análises de inchamento mitocondrial na presença de glutamato e acetato de sódio ou valinomicina e KNO3 mostraram que o isosteviol e o isoesteviol lactona inibem este parâmetro (o inchamento) como uma consequência de seus efeitos sobre a geração do potencial eletroquímico de prótons. Aparentemente, a elasticidade da membrana não é afetada pelos compostos. Em quase todas as análises realizadas o isoesteviol lactona promoveu efeitos inibitórios menos acentuados que o isoesteviol tendo apenas uma exceção, a atividade da NADH desidrogenase, porém ainda assim a inibição observada foi de apenas 17%, com o isoesteviol lactona 0,5 mmol.l-1. Os resultados dos experimentos com macrófagos mostraram que ambas as substâncias diminuíram a viabilidade celular a partir de 50 µmol.l-1; a produção de ânion superóxido foi inibida parcialmente tanto pelo isoesteviol como pelo isoesteviol lactona na concentração de 75 µmol.l-1; nenhum efeito significativo foi observado sobre a via de produção de óxido nítrico pelas substâncias em estudo. Contudo, em comparação aos efeitos observados com o isoesteviol, a adição do anel lactônico no isoesteviol lactona promoveu uma diminuição dos efeitos tóxicos do isoesteviol.

Abstract: Isosteviol lactone is a bayeran diterpene arise by lactonization of isosteviol. It is a product obtained by acid hydrolysis of stevioside, a glycoside of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. It is known that isosteviol affects some mitochondrial metabolism parameters, acting as a classic uncoupler. The purpose of this work was to study the effects of isosteviol lactone and to compare them with those of isosteviol. The effects of isosteviol lactone on rat liver mitochondria and peritoneal macrophages from female Swiss mice, were examined. In terms of mitochondrial respiration, isosteviol lactone decrease the respiratory rate in state III and stimulated it in state IV. The enzymatic complexes showed that isosteviol lactone causes a reduction of enzymatic activities of complexes I, II, ill and IV. The activity of L-glutamate dehydrogenase was also reduced 85% with 1 mmol.I-1 of isosteviol lactone. The hydrolytic activity of ATPase was partially inhibited. In cyclical voltametry experiments, both substances were not electron-active in the redox potential range that applies to the respiratory chain. In the mitochondrial swelling experiments in the presence of glutamate and sodium acetate or valinomycin and KNO3 showed that isosteviol and isosteviol lactone inhibit this parameter (swelling) as a consequence of effects on proton electrochemical gradient generation. Apparently, the membrane elasticity is not affected by compounds in study. In almost all analyses carried out on isosteviol lactone, lower inhibitory effects were observed than for isosteviol with only one exception, namely the activity of the NADH dehydrogenase. However the inhibition was only 17% with 0,5 mmol.l-1 of isosteviol lactone. Experiments with macrophages showed that both substances lowered the cellular viability, starting from a 50 µmol.l-1 concentration. The production of superoxide anion was partially inhibited by both isosteviol and isosteviol lactone at a concentration of 75 µmol.l-1. Significant effect has been not yet observed in the pathway of nitric oxide production for the studied substances. However, on comparison with the effects observed with isosteviol, the presence of the lactone ring gave rise to a reduction of the toxic effects of isosteviol.