Influencia del calcio sobre la actividad de la óxido nítrico sintasa mitocondrial en cerebro de rata durante el desarrollo de la hipertensión

Abstract

Mitochondria contribute directly with regulation of cytosolic calcium (Ca2+) concentration. The intra-mitochondrial Ca2+ concentration is regulated via a Ca2+ uniporter whose function depends on membrane potential (m∆Ψ)-generated in the electron transport chain. Several abnormalities have been observed in the Ca2+ metabolism of spontaneously hypertensive rats (SHR), which are used as a model of human hypertension. In this work was evaluated whether mitochondrial functionality is affected during hypertension, which could affect Ca2+ metabolism, as well as the activity of the enzymes dependent on this cation. We utilized measurements of mitochondrial m∆Ψ and cytochrome c oxidase activity (complex IV) as parameters of mitochondrial functionality. As well, we determinated intramitochondrial Ca2+ levels and Ca2+ -dependent nitric oxide synthase (mtNOS) activity in 1 and 7-mo normotensive (WKY) and SHR rats. Basal complex IV activity was higher in 1-mo SHR, whereas the basal L-citrulline production (indicator of nitric oxide [NO ●] synthesis) was decreased in SHR rats of 1-mo. L-citrulline synthesis in WKY of 1-mo was dependent on Ca2+ concentration (p<0.05). There were not significant changes in L-citrulline synthesis in presence of Ca2+ in SHR rats of 1 and 7-mo neither WKY of 7-mo. Basal complex IV activity in SHR rats of 7-mo was lower than the activity measured in WKY animals. m∆Ψ was lower in 1-mo SHR than 1-mo WKY rats, while in 7-mo animals, m∆Ψ decreased both in SHR and WKY rats.

La mitocondria contribuye directamente con la regulación de la concentración citosólica de calcio (Ca2+). La concentración intramitocondrial de Ca2+ es regulada mediante un uniportador cuya función depende del potencial de membrana (m∆Ψ) generado en la cadena de transporte de electrones. Se han observado varias anormalidades en el metabolismo de Ca2+ de ratas espontáneamente hipertensas (SHR). Las ratas SHR han sido usadas como un modelo de hipertensión humana. En el presente trabajo se evaluó si la funcionalidad mitocondrial se afecta durante la hipertensión, lo cual podría alterar el metabolismo de Ca2+, así como la actividad de enzimas dependientes de este catión. Se utilizaron los valores de m∆Ψ y de la actividad de la citocromo c oxidasa (complejo IV) como parámetros de la funcionalidad mitocondrial. Asimismo, se determinaron la concentración de Ca 2+ intramitocondrial y la actividad de la óxido nítrico sintasa mitocondrial (NOSmt) dependiente de Ca2+ en ratas normotensas (WKY) e SHR de 1 y 7 meses de edad. La actividad basal del complejo IV fue mayor en ratas SHR de 1 mes de edad, mientras que la producción basal de L-citrulina (indicativo de la síntesis de óxido nítrico [NO ●]) fue menor en ratas SHR de 1 mes de edad. La síntesis de L-citrulina en las ratas WKY de 1 mes de edad fue dependiente de la concentración de Ca2+ (p<0.05). No se observaron cambios significativos en la síntesis de L-citrulina en presencia de Ca2+ en las ratas SHR de 1 y 7 meses de edad, ni en las WKY de 7 meses de edad. La actividad basal del complejo IV en ratas SHR de 7 meses de edad fue menor en comparación a las WKY. El m∆Ψ fue menor en las ratas SHR de 1 mes de edad comparado a las WKY, mientras que en las ratas de 7 meses de edad el m∆Ψ disminuyó tanto en ratas SHR como en las WKY.