Frutose se acumula em tecidos e líquidos corporais de pacientes afetados por intolerância hereditária à frutose (HFI), doença causada pela deficiência da aldolase B. Nós investigamos o efeito da administração aguda de frutose sobre o perfil bioquímico e as atividades das enzimas do ciclo de Krebs em córtex cerebral de ratos jovens. Os ratos receberam uma administração subcutânea de NaCl (0,9 %; grupo controle) ou solução de frutose (5 μmol/g; grupo tratado). Doze ou 24 horas após a administração, os animais sofreram eutanásia e os córtices cerebrais foram isolados. Também foram coletados sangue periférico (para obtenção de soro) e líquido cefalorraquidiano (LCR) dos animais. Foi observado que os níveis de albumina diminuíram e os níveis de colesterol aumentaram no LCR dos animais 12 horas após a administração de frutose. Adicionalmente, os níveis séricos de lactato aumentaram 12 h após a administração, em comparação como grupo controle. Além disso, a atividade da malato desidrogenase aumentou no córtex cerebral do grupo tratado 24 h após administração deste carboidrato. No presente trabalho, demonstramos que a administração de frutose altera parâmetros bioquímicos em LCR e soro, bem como parâmetros bioenergéticos em córtex cerebral. Tais achados sugerem um papel para a frutose nas alterações cerebrais encontradas em pacientes com HFI.

Fructose accumulates in tissue and body fluids of patients affected by hereditary fructose intolerance (HFI), a disorder caused by the deficiency of aldolase B. We investigated the effect of acute fructose administration on the biochemical profile and on the activities of the Krebs cycle enzymes in the cerebral cortex of young rats. Rats received a subcutaneous injection of NaCl (0.9 %; control group) or fructose solution (5 μmol/g; treated group). Twelve or 24 h after the administration, the animals were euthanized and the cerebral cortices were isolated. Peripheral blood (to obtain the serum) and cerebral spinal fluid (CSF) from the animals were also collected. It was observed that albumin levels were decreased and cholesterol levels were increased in CSF of animals 12 h after the administration of fructose. In addition, serum lactate levels were increased 12 h after the administration, as compared to control group. Furthermore, malate dehydrogenase activity was increased in cerebral cortex from treated group 24 h after the administration of this carbohydrate. Herein we demonstrate that fructose administration alters biochemical parameters in CSF and serum and bioenergetics parameters in the cerebral cortex. These findings indicate a possible role of fructose on brain alterations found in HFI patients.

Doenças hereditárias metabólicas são um grupo heterogêneo de doenças causadas por um defeito pontual no metabolismo celular, resultando no acúmulo de metabólitos intermediários tóxicos ou na falta de biomoléculas importantes para o funcionamento celular adequado. A acidúria D-glicérica é uma doença hereditária causada por uma deficiência na atividade da enzima glicerato 2-cinase, cujos mecanismos fisiopatológicos permanecem desconhecidos. Os principais sintomas clínicos e neurológicos observados nos pacientes afetados incluem encefalopatia progressiva, hipotonia, atraso mental e psicomotor, microcefalia, convulsões, atraso na fala, acidose metabólica e, inclusive, morte. Neste artigo de revisão discutiremos estes achados clínicos e bioquímicos, bem como o diagnóstico e tratamento de pacientes afetados, para ressaltar a importância de aumentar a conscientização sobre esta doença.

Inherited metabolic diseases are a heterogeneous group of diseases caused by a punctual defect in cell metabolism, resulting in the accumulation of toxic intermediate metabolites or in the lack of important biomolecules for adequate cell functioning. D-glyceric aciduria is an inherited disease caused by a deficiency of glycerate 2-kinase activity, whose pathophysiological mechanisms remain unknown. The main clinical and neurological symptoms seen in affected patients include progressive encephalopathy, hypotonia, psychomotor and mental retardation, microcephaly, seizures, speech delay, metabolic acidosis, and even death. In this review we shall discuss these clinical and biochemical findings, as well as diagnosis and treatment of affected patients in order to raise awareness about this condition.

Concentrações elevadas de frutose são a principal carac-terística bioquímica da frutosemia, um grupo de doenças hereditárias na via metabólica deste carboidrato. Os principais achados clínicos observados nos pacientes afetados pela frutosemia incluem anormalidades neurológicas com retardo do desenvolvimento, cuja fisiopatologia ainda não está definida. No presente trabalho investigou-se os efeitos in vitro e in vivo da frutose sobre a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) em diferentes estruturas cerebrais de ratos em desenvolvimento. Para os experimentos in vitro, a frutose foi adicionada em concentrações crescentes ao meio de incubação. Observou-se que a frutose inibiu a atividade da AChE em córtex cerebral de ratos de 30 de vida, mesmo em baixas concentrações (0,1 mM). Para os experimentos in vivo, os ratos sofreram eutanásia 1 hora após uma administração única de frutose (5 µmol/g; subcutânea). O grupo controle recebeu o mesmo volume de solução salina. A atividade da AChE encontrou-se aumentada em córtex cerebral de ratos com 30 e 60 dias de vida que receberam administração de frutose. Finalmente, não se observou diferença significativa entre os grupos controle e frutose em cérebro de animais de 15 e 90 dias de vida. Os resultados do presente trabalho sugerem que um desequilíbrio na homeostase colinérgica pode estar envolvido na fisiopatologia do dano cerebral observado em pacientes jovens afetados pela frutosemia.

Increased fructose concentrations are the biochemical hallmark of fructosemia, a group of inherited disorders on the metabolic pathway of this sugar. The main clinical findings observed in patients affected by fructosemia include neurological abnormalities with developmental delay, whose pathophysiology is still undefined. In the present work we investigated the in vitro and in vivo effects of fructose on acetylcholinesterase (AchE) activity in brain structures of developing rats. For the in vitro experiments, fructose was added at increasing concentrations to the incubation medium. It was observed that fructose provoked an inhibition of acetylcholinesterase activity in cerebral cortex of 30-day-old-rats, even at low concentrations (0.1 mM). For the in vivo experiments, rats were killed 1 h after a single fructose administration (5 µmol/g). Control group received the same volume of saline solution. We found that AchE activity was increased in cerebral cortex of 30- and 60-day-old rats receiving fructose administration. Finally, we observed that AchE activity was unaffected by acute fructose administration in cerebral cortex, striatum or hippocampus of 15- and 90-day-old rats. The present data suggest that a disruption in cholinergic homeostasis may be involved in the pathophysiology of brain damage observed in young patients affected by fructosemia.