Melatonin improves behavioral parameters and oxidative stress in zebrafish submitted to a leucine-induced MSUD protocol.

Autor: Duarte MB; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Medeiros BZ; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., da Silva Lemos I; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., da Silva GL; Laboratório de Psiquiatria Translacional, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Alano CG; Laboratório de Psiquiatria Translacional, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Dondossola ER; Laboratório de Psiquiatria Translacional, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Torres CA; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Effting PS; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Rico EP; Laboratório de Psiquiatria Translacional, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil., Streck EL; Laboratório de Doenças Neurometabólicas, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, SC, 88806-000, Brasil. emiliostreck@gmail.com.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Metabolic brain disease [Metab Brain Dis] 2023 Aug; Vol. 38 (6), pp. 2105-2114. Date of Electronic Publication: 2023 Apr 26.
DOI: 10.1007/s11011-023-01220-8
Abstrakt: Maple syrup urine disease (MSUD) is an inherited metabolic disorder caused by a deficiency in branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase complex (BCKAC). The treatment is a standard therapy based on a protein-restricted diet with low branched-chain amino acids (BCAA) content to reduce plasma levels and, consequently, the effects of accumulating their metabolites, mainly in the central nervous system. Although the benefits of dietary therapy for MSUD are undeniable, natural protein restriction may increase the risk of nutritional deficiencies, resulting in a low total antioxidant status that can predispose and contribute to oxidative stress. As MSUD is related to redox and energy imbalance, melatonin can be an important adjuvant treatment. Melatonin directly scavenges the hydroxy radical, peroxyl radical, nitrite anion, and singlet oxygen and indirectly induces antioxidant enzyme production. Therefore, this study assesses the role of melatonin treatment on oxidative stress in brain tissue and behavior parameters of zebrafish (Danio rerio) exposed to two concentrations of leucine-induced MSUD: leucine 2 mM and 5mM; and treated with 100 nM of melatonin. Oxidative stress was assessed through oxidative damage (TBARS, DCF, and sulfhydryl content) and antioxidant enzyme activity (SOD and CAT). Melatonin treatment improved redox imbalance with reduced TBARS levels, increased SOD activity, and normalized CAT activity to baseline. Behavior was analyzed with novel object recognition test. Animals exposed to leucine improved object recognition due to melatonin treatment. With the above, we can suggest that melatonin supplementation can protect neurologic oxidative stress, protecting leucine-induced behavior alterations such as memory impairment.
(© 2023. The Author(s), under exclusive licence to Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature.)
Databáze: MEDLINE
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