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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2009.tde-08032010-143510
Document
Author
Full name
Renata Elaine Paraizo Leite
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Jacob Filho, Wilson (President)
Fló, Claudia Marina
Gorzoni, Milton Luiz
Nitrini, Ricardo
Pasqualucci, Carlos Augusto Goncalves
Title in Portuguese
Determinação de elementos traço no encéfalo de idosos em diferentes estados cognitivos
Keywords in Portuguese
Cognição
Doença de Alzheimer
Elementos
Encéfalo
Envelhecimento
Idoso
Abstract in Portuguese
Dentre as várias hipóteses envolvendo a etiologia da doença de Alzheimer (DA), estudos sobre o envolvimento dos elementos traço têm recebido considerável atenção. O objetivo do presente trabalho foi comparar as concentrações de Br, Fe, K, Na, Rb, Se e Zn no encéfalo de idosos com diferentes estados cognitivos bem como entre regiões do encéfalo de casos post mortem, provenientes do Banco de Encéfalos Humanos do Grupo de Estudos em Envelhecimento Cerebral. O desenvolvimento da presente pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética local. Os casos foram divididos em três grupos levando-se em conta tanto a análise clínica quanto a neuropatológica: (1) grupo DA: indivíduos com sinais clínicos e neuropatológicos de DA (n=13), (2) grupo NN: indivíduos sem sinais clínicos e neuropatológicos de DA (n=11) e (3) grupo RC: indivíduos cognitivamente normais, porém com sinais neuropatológicos característicos de DA (n=4). A análise neuropatológica foi realizada com base em critérios bem aceitos, usando imunoistoquímica. O diagnóstico de demência foi realizado por meio de entrevista com um informante. As concentrações dos elementos foram determinadas no hipocampo e no giro frontal médio utilizando-se o método de análise por ativação com nêutrons. Materiais de referência certificados foram analisados a fim de verificar a qualidade dos resultados analíticos. A análise estatística dos resultados obtidos nas análises do tecido encefálico foi realizada utilizando-se os aplicativos Minitab v15 e SPSS v11. As variáveis foram comparadas entre os grupos utilizando-se o método de análise de variância com medidas repetidas. A análise dos resultados obtidos nos materiais de referência mostrou que a análise por ativação com nêutrons é um método preciso e exato para análise de encéfalos humanos. Os resultados das análises do encéfalo mostraram que há uma diminuição das concentrações de Rb no encéfalo de portadores de DA quando comparadas com as de indivíduos dos grupos NN e RC. Além disso, há uma redução das concentrações de K e uma elevação das concentrações de Na no encéfalo dos indivíduos portadores de DA quando comparados com as de indivíduos NN. Uma elevação nas concentrações de Fe e de Se também foi verificada no grupo DA quando comparado com as do grupo NN. A comparação entre as concentrações dos elementos na região frontal e no hipocampo mostrou que há diferença nas concentrações entre estas duas regiões para vários elementos. As altas concentrações de Rb nos indivíduos RC quando comparadas com as do grupo DA e sua redução no grupo DA quando comparadas com as do grupo NN sugerem um papel do Rb nos mecanismos contra DA. Entretanto, as variações nas concentrações de Rb, assim como as de Na e K podem ser secundárias ao processo patológico. As altas concentrações de Fe nos encéfalos do grupo DA sugerem que este elemento pode ser um fator tóxico na DA e as altas concentrações de Se podem atuar no mecanismo de proteção. No entanto, cabe ainda verificar se a deposição dos elementos é um evento primário ou secundário à doença. As diferenças encontradas entre as concentrações de elementos nas diferentes regiões do encéfalo salientam a importância de realizar-se uma amostragem apropriada para determinação da composição do tecido cerebral
Title in English
Determination of trace elements in brain of elderly people in different cognitive status
Keywords in English
Aging
Alzheimers disease
Brain
Cognition
Elderly
Elements
Abstract in English
Among the many hypotheses concerning the etiology of Alzheimers disease (AD), studies regarding the involvement of trace elements have gained considerable attention. This study aimed to compare Br, Fe, K, Na, Rb, Se and Zn concentrations in brain of elderly people in different cognitive status and between brain regions in postmortem brains belonging to the Brazilian Aging Brain Study Groups Brain Bank. Protocols were approved by the responsible ethics committee. The cases were divided into three groups, according to clinical and neuropathological evaluations: (1) AD group: individuals with clinical symptoms and neuropathological hallmarks of AD (n=13), (2) NN group: individuals without clinical symptoms and neuropathological hallmarks of AD (n=11) and (3) RC group: individuals cognitively normal but with neuropathological hallmarks of AD (n=4). Neuropathological examinations were carried out based on accepted criteria, using immunohistochemistry. Diagnosis of dementia was established through a postmortem interview with an informant. Element concentration in the hippocampus and medium frontal cortex was determined using instrumental neutron activation analysis. Certified reference materials were analyzed to assure the quality of the analytical results. Statistical analysis of the results obtained in the brain tissue was performed using the Minitab v15 and SPSS v11 package. Variables were compared among groups using repeated measurement analyses of the variances. Reference material analysis results demonstrated that neutron activation analysis is a precise and exact method for element concentration analysis of the human brain. The results of the brain analysis demonstrated a decrease of Rb concentration in the brains of AD individuals compared to the NN and RC individuals. Furthermore, there is a decrease of K concentration and an increase of Na concentration in the brains of AD individuals compared to the NN individuals. An increase of Fe and Se was also verified in the AD group when compared to the NN group. Comparison of the hippocampus and frontal area concentration demonstrated a difference in the concentration of these two areas for many elements. The elevated concentration of Rb in the RC group when compared to the DA groups and the reduction in the DA groups when compared to the NN group suggest that Rb has a role in the protection mechanism against AD. However, changes in the Rb concentrations, as well as changes in the Na e K concentrations could be secondary to the pathological process. The elevated concentration of Fe could be a toxic factor in AD and the elevated concentration of Se could be a protection mechanism. Whether element deposition in AD is a primary or secondary event remains to be determined. As a result of the differences found in the concentrations of elements highlight the importance of having ideal sampling to determine element composition of brain tissue
 
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Publishing Date
2010-03-15
 
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