ABSTRACT
Nessa dissertação foi realizada uma scoping review com objetivo de buscar na literatura o que existe, até o presente momento, para explicar a relação entre o metabolismo mitocondrial com a síndrome da fadiga crônica (SFC). A SFC se apresenta de forma diferente para cada indivíduo, o que torna complexo seu entendimento, uma vez que não foram identificados biomarcadores específicos para auxiliar em um diagnóstico definitivo que favoreça uma intervenção adequada e tratamentos mais eficazes. Diferentes mecanismos biológicos são estudados, sendo que alterações no metabolismo mitocondrial têm sido foco de pesquisas recentes. Tais alterações podem ser a causa de fadiga severa e estudos sobre SFC mostraram que entre os principais indicadores da disfunção mitocondrial, envolvidos com a menor produção de ATP, está o comprometimento das vias de fosforilação oxidativa. O método utilizado nessa revisão, scoping review, é utilizado para investigar conceitos-chave subjacentes a uma nova área de pesquisa, bem como esclarecer definições de trabalhos, analisando o título e resumo de artigos para seleciona-los. Como critérios de inclusão ficaram determinados: (1) estudos clínicos que registram pacientes adultos (>= 18 anos de idade); (2) mostram uma relação entre questões do metabolismo e bioenergética mitocondrial com síndrome da fadiga crônica; (3) são escritos em português, inglês ou espanhol; (4) artigos publicados nos últimos 10 anos. E de exclusão: (1) utilizaram modelos animai; (2) relatos de casos, editoriais, cartas, revisões de literatura, resumos e dissertações de reuniões; (3) literatura cinzenta. Entre os descritores comuns, utilizados para realizar a busca nas bases de dados estão: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. O estudo foi guiado pela seguinte questão: ""Alterações no metabolismo energético mitocondrial estão relacionados com a origem e prevalência da síndrome da fadiga crônica?". Após utilizar a estratégia de busca, específica para cada uma das quatro bases de dados (PubMed, EMBASE, SCOPUS e Web of Science), foram encontrados 228 artigos, os quais foram exportados para o software Rayyan QCRI e removidos aqueles que se encontravam em duplicata. Este software permitiu que dois revisores executassem, de forma independente, a leitura dos títulos e resumos de 150 artigos e 27 foram selecionados para a leitura na íntegra, por atenderem aos critérios supracitados. Dentre esses últimos, apenas 10 relatavam alterações no metabolismo mitocondrial relacionadas à SFC. As alterações compreendem modificações nas vias de transporte mitocondrial e na cadeia respiratória; mutações no DNA mitocondrial e, até mesmo, disfunções energéticas em células do sistema imune, como as natural-killer. Foram encontrados dados de pesquisas em diversas áreas clínicas, tais como: cardiologia, oncologia e distúrbios musculares, os quais podem colaborar para trazer luz às causas biológicas dessa síndrome. Desta forma, tornou-se ainda mais evidente a conexão entre distúrbios na bioenergética mitocondrial, como uma menor capacidade de transporte de oxigênio por meio das vias de transporte, ou até mesmo, a insuficiência mitocondrial para produção de ATP, com a SFC. De acordo com os estudos que compuseram a amostra final desta revisão (n=10), o metabolismo mitocondrial e suas principais atividades, como a produção e transporte de ATP, são um alvo potencial para auxiliar na compreensão de incógnitas existentes sobre a SFC. Esses resultados são promissores para a enfermagem, sobretudo na área da ciência dos sintomas, com impacto na qualidade de vida e no manejo personalizado de sintomas em diferentes condições crônicas, especialmente na SFC
In this dissertation a scoping review was carried out with the objective of searching in the literature what exists to date to explain the relationship between mitochondrial metabolism and chronic fatigue syndrome (CFS). SFC presents itself differently for each individual, which makes complex their understanding, since no specific biomarkers were identified to aid in a definitive diagnosis that favors an appropriate intervention and more effective treatments. Different biological mechanisms are studied, and changes in mitochondrial metabolism have been the focus of recent research. Such alterations may be the cause of severe fatigue and studies on CFS have shown that among the main indicators of mitochondrial dysfunction, involved in the lower production of ATP, is the involvement of oxidative phosphorylation pathways. The method used in this review, scoping review, is used to investigate key concepts underlying a new research area, as well as clarifying definitions of papers, analyzing the title and abstract articles to select them. As inclusion criteria were determined: (1) clinical studies that register adult patients (>= 18 years of age); (2) show a relationship between metabolism and bioenergetic mitochondrial issues with chronic fatigue syndrome; (3) written in Portuguese, English or Spanish; (4) articles published in the last 10 years. The exclusion criteria: (1) used animal models; (2) case reports, editorials, letters, literature reviews, abstracts and dissertations; (3) gray literature. Among the common descriptors used to perform the search in the databases are: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. The study was guided by the following question: "" Changes in mitochondrial energy metabolism are related to the origin and prevalence of chronic fatigue syndrome? ". After using the search strategy, specific to each of the four databases (PubMed, EMBASE, SCOPUS and Web of Science), 228 articles were found, which were exported to the Rayyan QCRI software and removed from those that were in duplicate. This software allowed two reviewers to independently perform the reading of the titles and abstracts of 150 articles and 27 were selected for reading in full, because they meet the aforementioned criteria. Among the latter, only 10 reported changes in mitochondrial metabolism related to CFS. The changes comprise modifications in mitochondrial transport pathways and respiratory chain; mutations in mitochondrial DNA, and even energy dysfunctions in cells of the immune system, such as natural killer. Research data have been found in several clinical areas, such as: cardiology, oncology and muscular disorders, which can collaborate to bring light to the biological causes of this syndrome. Thus, the connection between disturbances in mitochondrial bioenergetics, such as reduced oxygen transport capacity, or even mitochondrial insufficiency for ATP production, with CFS became even more evident. According to the studies that compose the final sample of this review (n = 10), mitochondrial metabolism and its main activities, such as the production and transport of ATP, are a potential target to aid in the understanding of existing unknowns about CFS. These results are promising for nursing, especially in the area of symptom science, with an impact on quality of life and personalized management of symptoms in different chronic conditions, especially CFS
Subject(s)
Oxidative Phosphorylation , Fatigue Syndrome, Chronic/diagnosis , Energy Metabolism , MitochondriaABSTRACT
Con el fin de contribuir al conocimiento de su actividad a nivel celular, se evaluó el mecanismo de acción del aceite esencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre la bioenergética mitocondrial, su efecto sobre la velocidad de consumo de oxígeno de mitocondrias energizadas (estados 3 y 4) y su coeficiente de control respiratorio (CCR). Además, se analizó la actividad de los complejos de la cadena respiratoria usando técnicas espectrofotométricas. Los resultados obtenidos indican que el aceite esencial de E. citriodora aumenta la velocidad del consumo de oxígeno en los estados 3 y 4, disminuye el CCR, desacopla la fosforilación oxidativa, aumenta la actividad de la citocromo c oxidasa y aumenta la actividad ATPasa en mitocondrias íntegras, a partir de la concentración de 10 µg/mL. Estos resultados sugieren que el aceite esencial o sus metabolitos afectan el funcionamiento normal del transporte de electrones de la cadena respiratoria y la síntesis de ATP.
In order to contribute to the knowledge of its activity at the cellular level, the mechanism of action of the essential oil of Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) on mitochondrial bioenergetics, the rate of oxygen consumption of energized mitochondria (states was assessed 3 and 4), and respiratory control ratio (CCR) were evaluated. The activity of the respiratory chain complexes was analyzed using spectrophotometric techniques. The results indicate that the essential oil of E. citriodora increases the rate of oxygen consumption in states 3 and 4, reduces the CCR, uncouples oxidative phosphorylation, increases the activity of cytochrome c oxidase, and increases the ATPase activity in mitochondria intact at concentrations ≥ 10 mg/mL. These results suggest that the essential oil or its metabolites affect the normal operation of the electron transport in the respiratory chain and ATP synthesis.
Com o fim de contribuir ao conhecimento da sua atividade a nível celular, foi avaliado o mecanismo de ação do óleo essencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre a bioenergética mitocondrial, o efeito sobre a taxa de consumo de oxigênio de mitocôndrias energizadas (estados 3 e 4) e o coeficiente de controle respiratório (CCR). Usando técnicas espectrofotométricas, foi analisada a atividade dos complexos da cadeia respiratória. Os resultados obtidos indicam que o óleo essencial de E. citriodora aumenta a velocidade do consumo de oxigênio nos estados 3 e 4, reduz o CCR, desacopla a fosforilação oxidativa, aumenta a atividade da citocromo c oxidase e aumenta a atividade ATPase em mitocôndrias intatas, a partir da concentração de 10 µg / mL. Estes resultados sugerem que o óleo essencial ou seus metabolitos afetam o funcionamento normal do transporte de elétrons na cadeia respiratória e na síntese de ATP.
ABSTRACT
INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.
INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.