Carvedilol: Relação Entre a Actividade Antioxidante e Inibição da Transição de Permeabilidade Mitocondrial

Abstract

Objectivos: A transição de permeabilidade mitocondrial (TPM) é um evento associado a estresse oxidativo severo (por exemplo, durante isquémia e reperfusão do miocárdio) e acumulação excessiva de cálcio mitocondrial, podendo mesmo levar a morte celular. Neste estudo comparou-se o efeito do Carvedilol (CV) na TPM cardíaca induzida por cálcio/fosfato (Ca/Pi) e cálcio/carboxiatractilato (Ca/Catr). Para a indução da TPM por Ca/Pi, o estresse oxidativo tem um papel importante, levando a oxidação de grupos tiólicos proteicos mitocondriais, em contraste com o efeito do Ca/Catr, onde essa oxidação é secundária à indução da TPM e não é motivada por estresse oxidativo. Materiais e métodos: As mitocôndrias foram isoladas a partir do coração de rato e avaliaram-se parâmetros relacionados com a indução da TPM (n=5 para cada indutor): entumescimento mitocondrial e oxidação dos grupos tiólicos proteicos (ambos por espectrofotometria). Resultados: Com Ca/Pi, o CV protegeu a mitocôndria da indução da TPM, nomeadamente na sua forma deletéria de alta condutância. Este efeito evidenciou-se pela diminuição do entumescimento mitocondrial. Este efeito foi simultâneo com a inibição da oxidação dos grupos tiólicos proteicos carmitocondriais (p<0.001). O CV não mostrou efeitos protectores com Ca/Catr. Conclusões: O CV protegeu a mitocôndria cardíaca da TPM, mas apenas quando a oxidação dos grupos tiólicos proteicos foi causa e não consequência da TPM. Estes resultados mostram claramente que, durante agressões ao miocárdio (durante a isquémia/reperfusão, por exemplo), o efeito protector do CV é primariamente devido a um efeito antioxidante, inibindo a produção e os efeitos das espécies reactivas de oxigénio.

Objectives: The mitochondrial permeability transition (MPT) is an event related to severe oxidative stress (for example, during myocardial ischemia and reperfusion) and excessive mitochondrial calcium accumulation, also being implicated in cell death. In this study, we compared the effect of carvedilol on the cardiac MPT induced by calcium and phosphate (Ca/Pi) and calcium/carboxyatractyloside (Ca/Catr). Oxidative stress plays a major role in MPT induction by Ca/Pi, leading to the oxidation of protein thiol groups, in contrast with Ca/Catr, where such oxidation is secondary to MPT induction and is not caused by oxidative stress. Materials and methods: Mitochondria were isolated from rat hearts and parameters related to MPT induction were evaluated (n=5 for each inducer): mitochondrial swelling and oxidation of protein thiol groups (both measured by spectrophotometry). Results: Using Ca/Pi, carvedilol protected mitochondria from MPT induction, particularly in its high conductance form. Its effect was demonstrated by analyzing the decrease in mitochondrial swelling amplitude. Simultaneously, we observed inhibition of protein thiol group oxidation (p<0.001). By contrast, carvedilol did not show any protective effect with Ca/Catr. Conclusions: Carvedilol was only effective against the MPT when the oxidation of protein thiol groups was the cause and not the consequence of the MPT phenomenon. The results clearly show that during myocardial aggressions (ischemia and reperfusion, for example), the protective effect of carvedilol is primarily due to an antioxidant mechanism, inhibiting the production and effects of reactive oxygen species.