Ativação do complexo inflamasoma NLRP3 no cérebro de ratos expostos à hipóxia de altitude (3153 m a.n.m.)
DOI:
https://doi.org/10.20453/stv.v13i2.7447Resumo
A exposição à hipóxia hipóbarica de altitude constitui um modelo fisiopatológico útil para estudar a resposta cerebral frente à redução do oxigênio. Neste estudo, realizado em cérebros de ratos expostos a 3153 m a.n.m., analisa-se a expressão gênica em diversas regiões cerebrais (hipotálamo, corpo estriado, hipocampo e córtex cerebral), com foco em marcadores de inflamação e adaptação celular: NLRP3, IL-1β e HIF-1α. Nas amostras obtidas de cada região cerebral, foram realizados três processos consecutivos seguindo as instruções do fabricante: extração do RNA total, retrotranscrição para DNA complementar (cDNA) e quantificação por PCR em tempo real (qPCR). Os achados mostraram uma indução reduzida de NLRP3, enquanto IL-1β e HIF-1α apresentaram acentuada superexpressão. Isso sugere que a hipóxia cerebral desencadeia uma resposta inflamatória sustentada durante os 28 dias de exposição, juntamente com uma adaptação transcricional mediada por HIF-1α, regulador essencial da homeostase em condições hipóxicas. O aumento de IL-1β evidencia a presença de um microambiente neuroinflamatório capaz de induzir dano neuronal, enquanto HIF-1α atua como modulador de genes pró-inflamatórios e de sobrevivência celular. Em conjunto, os resultados demonstram que a hipóxia de altitude não apenas compromete a função cerebral, mas também ativa vias inflamatórias e adaptativas que podem estar envolvidas no início de processos neurodegenerativos.
Downloads
Referências
Aboouf, M. A., Thiersch, M., Soliz, J., Gassmann, M. y Schneider, E. M. (2023). The brain at high altitude: from molecular signaling to cognitive performance. International Journal of Molecular Sciences, 24(12), 10179. https://doi.org/10.3390/ijms241210179
Allan, S. M., Tyrrell, P. J. y Rothwell, N. J. (2005). Interleukin-1 and neuronal injury. Nature Reviews Immunology, 5, 629-640. https://www.nature.com/articles/nri1664
Bailey, D. M., Bärtsch, P., Knauth, M. y Baumgartner, R. W. (2009). Emerging concepts in acute mountain sickness and high-altitude cerebral edema: From the molecular to the morphological. Cellular and Molecular Life Sciences, 66(22), 3583-3594. https://doi.org/10.1007/s00018-009-0145-9
Brough, D. y Denes, A. (2015). Interleukin-1α and brain inflammation. IUBMB Life, 67(5), 323-330. https://doi.org/10.1002/iub.1377
Carod-Artal, F. J. (2014). Cefalea de elevada altitud y mal de altura. Neurología, 29(9), 533-540. https://doi.org/10.1016/j.nrl.2012.04.015
Chávez, J. C., Agani, F., Pichiule, P. y LaManna, J. C. (2000). Expression of hypoxia-inducible factor-1alpha in the brain of rats during chronic hypoxia. Journal of Applied Physiology, 89(5), 1937-1942. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.5.1937
Fann, D. Y., Lee, S. Y., Manzanero, S., Tang, S. C., Gelderblom, M., Chunduri, P., Bernreuther, C., et al. (2013). Intravenous immunoglobulin suppresses NLRP1 and NLRP3 inflammasome-mediated neuronal death in ischemic stroke. Cell Death & Disease, 4, e790. https://doi.org/10.1038/cddis.2013.326
Freeman, L., Guo, H., David, C. N., Brickey, W. J., Jha, S. y Ting, J. P. (2017). NLR members NLRC4 and NLRP3 mediate sterile inflammasome activation in microglia and astrocytes. Journal of Experimental Medicine, 214(5), 1351-1370. https://doi.org/10.1084/jem.20150237
Li, Y., Yu, P., Chang, S. Y., Wu, Q., Yu, P., Xie, C., et al. (2017). Hypobaric hypoxia regulates brain iron homeostasis in rats. Journal of Cellular Biochemistry, 118(6), 1596-1605. https://doi.org/10.1002/jcb.25822
Lira-Mejía, B., Calderon-Romero, R., Ordaya-Fierro, J., Medina, C., Rodríguez, J. L., Romero, A., et al. (2025). Impact of Exposure Duration to High-Altitude Hypoxia on Oxidative Homeostasis in Rat Brain Regions. International Journal of Molecular Sciences, 26(17), 8714. https://doi.org/10.3390/ijms26178714
Maiti, P., Singh, S. B., Sharma, A. K., Muthuraju, S., Banerjee, P. K. y Ilavazhagan, G. (2006). Hypobaric hypoxia induces oxidative stress in rat brain. Neurochemistry International, 49(8), 709-716. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2006.06.002
Semenza, G. L. (2012). Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell, 148(3), 399-408. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.021
Toldo, S. y Abbate, A. (2018). The NLRP3 inflammasome in acute myocardial infarction. Nature Reviews Cardiology, 15, 203-214. https://doi.org/10.1038/nrcardio.2017.161
Vangeison, G., Carr, D., Federoff, H. J. y Rempe, D. A. (2008). The good, the bad, and the cell type-specific roles of hypoxia inducible factor-1 alpha in neurons and astrocytes. Journal of Neuroscience, 28(8), 1988-1993. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5323-07.2008
Voet, S., Srinivasan, S., Lamkanfi, M. y Van Loo, G. (2019). Inflammasomes in neuroinflammatory and neurodegenerative diseases. EMBO Molecular Medicine, 11, e10248. https://doi.org/10.15252/emmm.201810248
Wenger, R. H., Stiehl, D. P. y Camenisch, G. (2005). Integration of oxygen signaling at the consensus HRE. Science Signaling, 2005(306), re12. https://doi.org/10.1126/stke.3062005re12
Zhang, Y., Miao, Y., Xiong, X., Tan, J., Han, Z., Chen, F., Lei, P., y Zhang, Q. (2023). Microglial exosomes alleviate intermittent hypoxia-induced cognitive deficits by suppressing NLRP3 inflammasome. Biology Direct, 18(1), 29. https://doi.org/10.1186/s13062-023-00387-5
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2025 Roger Calderon, Roberto Dávila, Mariella Ramos-Gonzalez, Boris Lira Mejia
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Todos los artículos publicados en la Salud y Tecnología Veterinaria están protegidos por una una licencia Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo registrado con la Licencia de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo, y a la primera publicación en esta revista.
Los autores pueden realizar otros acuerdos contraactuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión publicada en esta revista, siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó en esta revista.
Los autores pueden archivar en el repositorio de su institución:
El trabajo de investigación o tesis de grado del que deriva el artículo publicado.
La versión posterior a la impresión: versión final después de la revisión por pares.
