Glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activity in methemoglobin reduction by methylene blue and cyst amine: study on glucose-6-phosphate dehydrogenase-deficient individuals, on normal subjects and on riboflavin-treated subjects

Atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase e glutationa redutase na redução da metahemoglobina pelo azul de metileno e cistamina: estudo em indivíduos deficientes em glicose-6-fosfato desidrogenase, normais e tratados pela riboflavina

ORIGINAL ARTICLES

Glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activity in methemoglobin reduction by methylene blue and cyst amine. Study on glucose-6-phosphate dehydrogenase-deficient individuals, on normal subjects and on riboflavin-treated subjects

Atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase e glutationa redutase na redução da metahemoglobina pelo azul de metileno e cistamina. Estudo em indivíduos deficientes em glicose-6-fosfato desidrogenase, normais e tratados pela riboflavina

Benedito Barraviera^I; Paulo Eduardo de Abreu Machado^II; Domingos Alves Meira^III; Paulo Roberto Curi^IV; Jair Natal Pires Martins^V; Maria Júlia de Souza^V

^IProfessor Assistente Doutor do Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias, Dermatologia e Radiologia da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), Botucatu, São Paulo, Brasil

^IIProfessor Titular do Departamento de Clinica Médica da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), Botucatu, São Paulo, Brasil

^IIIProfessor Titular do Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias, Dermatologia e Radiologia da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), Botucatu, São Paulo, Brasil

^IVProfessor Adjunto do Departamento de Cirurgia e Ortopedia da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), Botucatu, São Paulo, Brasil

^VTécnicos do Laboratório de Moléstias Infecciosas e Parasitárias da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), Botucatu, São Paulo, Brasil

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SUMMARY

The authors have standardized methods for evaluation of the activity of the glucose-6-phosphate dehydrogenase and of glutathione reductase. The general principle of the first method was based on methemoglobin formation by sodium nitrite followed by stimulation of the glucose-6-phosphate dehydrogenase with methylene blue. Forty six adults (23 males and 23 females) were studied. Subjects were not G6PD deficient and were aged 20 to 30 years. The results showed that methemoglobin reduction by methylene blue was 154.40 and 139.90 mg/min (p<0.05) for males and females, respectively, in whole blood, and 221.10 and 207.85 mg/min (n.s.), respectively, in washed red cells. These data showed that using washed red cells and 0.7g% sodium nitrite concentration produced no differences between sexes and also shortened reading time for the residual amount of methemoglobin to 90 minutes.

Glutathione reductase activity was evaluated on the basis of the fact that cystamine (a thiol agent) binds to the SH groups of hemoglobin, forming complexes. These complexes are reversed by the action of glutathione reductase, with methemoglobin reduction occurring simultaneously with this reaction. Thirty two adults (16 males and 16 females) were studied. Subjects were not G6PD deficient and were aged 20 to 30 years. Methemoglobin reduction by cystamine was 81.27 and 91.13 mg/min (p<0.01) for males and females, respectively.

These data showed that using washed red cells and 0.1 M cystamine concentration permits a reading of the residual amount of methemoglobin at 180 minutes of incubation.

Glutathione reductase activity was evaluated by methemoglobin reduction by cystamine in 14 females before and after treatment with 10 mg riboflavin per day for 8 days. The results were 73.69 and 94.26 jug/min (p<0.01) before and after treatment, showing that riboflavin treatment increase glutathione reductase activity even in normal individuals. Three Black G6PD-deficient individuals (2 males and 1 female) were also studied. The G6PD and glutathione reductase were partially activated, the change being more intense in males. On the basis of race and of the laboratory characteristics observed, it is possible to suggest that the G6PD deficiency of these individuals is of the African type and that the female is heterozygous for this deficiency.

Analysis of the results as a whole permitted us to conclude that the methods proposed here were efficient for evaluating the activity of the glucose-6-phosphate dehydrogenase and of glutathione reductase. The latter is dependent on the pentose pathway, which generates NADPH, and on riboflavin, a FAD precursor vitamin.

Key words: Glucose-6-phosphate dehydrogenase; Glutathione reductase; Methemoglobin; Cystamine, Riboflavin.

RESUMO

Os autores padronizaram métodos para a avaliação da atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase e glutationa redutase. O princípio geral do primeiro método baseou-se na formação de metahemoglobina pelo nitrito de sódio, seguido da estimulação da via das pentoses pelo azul de metileno. Foram estudados 46 indivíduos adultos, sendo 23 do sexo masculino e 23 do feminino, não deficientes em glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram que a redução da metahemoglobina pelo azul de metileno para sangue total, foram de 154.50 e 139.90 mg/min (p<0.05) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Para hemácias lavadas os valores foram de 221.10 e 207.85 mg/min (n.s.) respectivamente. Estas observações permitiram concluir que ao se empregar hemácias lavadas e 0.7 g% de concentração de nitrito de sódio, por um lado não houve diferença entre os sexos e por outro, abreviou o tempo de leitura da quantidade residual de metahemoglobina para 90 minutos.

A avaliação da atividade da glutationa redutase foi feita baseado no fato de que a cistamina (agente tiol) liga-se aos grupos SH da hemoglobina formando complexos. Estes complexos são revertidos pela ação da glutationa redutase, ocorrendo conjuntamente nesta reação a redução da metahemoglobina. Foram estudados 32 indivíduos adultos, sendo 16 do sexo masculino e 16 do feminino, não deficientes em G6PD, com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram valores de redução da metahemoglobina pela cistamina de 81.27 e 91.13 mg/min (p<0.01) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Estas observações permitiram concluir que o emprego de hemácias lavadas e 0.1 molar de concentração de cistamina torna possível a leitura da quantidade residual de metahemoglobina aos 180 minutos de incubação.

A atividade da glutationa redutase avaliada por meio da redução da metahemoglobina pela cistamina, foi estudada em 14 indivíduos do sexo feminino antes e após o tratamento com 10 mg por dia de riboflavina durante 8 dias. Os resultados foram de 73.69 e 94.26 mg/min (p<0.01) antes e após o tratamento. Estas observações permitiram concluir que a oferta de riboflavina, mesmo para indivíduos normais, aumenta a atividade da glutationa redutase. Foram ainda avaliados 3 indivíduos da raça negra e deficientes em G6PD, sendo 2 do sexo masculino e 1 do feminino. Houve ativação parcial da G6PD e glutationa redutase, sendo estas alterações mais intensas nos indivíduos do sexo masculino. Considerando-se a raça e as características laboratoriais observadas, foi possível sugerir que a deficiência em G6PD verificada é do tipo Africano, bem como, permitiu considerar os indivíduos do sexo feminino coin o sendo heterozigoto para esta deficiência.

Por fim, a análise dos resultados em seu conjunto permitiu concluir que os métodos propostos se mostraram eficientes para avaliar a atividade da G6PD e glutationa redutase. Esta última é dependente da via das pentoses, geradora de NADPH e da riboflavina, vitamina precursora de FAD.

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Recebido para publicação em 12/5/1988.

Research supported by CNPq (N^os 40.3705/82 and 40.0755/85).

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Address for correspondence:

Benedito Barraviera

Faculdade de Medicina de Botucatu

Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", (UNESP)

Caixa Postal 576. CEP 18610 Botucatu, SP, Brasil

Publication Dates

• Publication in this collection
  17 Feb 2011
• Date of issue
  Oct 1988

History

• Received
  12 May 1988