Glutathione redox cycle in small intestinal mucosa and peripheral blood of pediatric celiac disease patients

The celiac disease is an autoimmune gastrointestinal disorder caused by gluten from wheat, rye or barley. In genetically predisposed persons, gluten induces the immune-mediated inflammation of small intestinal mucosa. Histological lesions include intraepithelial lymphocytosis, crypt hypertrophy and villous atrophy, resulting in malabsorption of micro- and macronutrients. The only treatment for celiac patients is a permanent gluten-free diet (GFD). Reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress are strongly associated with the celiac disease. Glutathione (GSH) is a main detoxifier of endogenous and exogenous ROS in the intestine. In order to explain the role of glutathione redox cycle in celiac patients, we examined the activities of GSH-related antioxidant (AO) enzymes glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR), as well as the concentration of GSH in small intestinal biopsies and peripheral blood of children affected by the celiac disease. The concentration of lipid hydroperoxides (LOOH) as markers of oxidative damage was measured in the same samples. The results clearly demonstrate a significant malfunction of GSH redox cycle with a concomitant decrease in the capacity to regenerate GSH and detoxify LOOH in celiac patients, even after several years of GFD. The oral administration of GSH and a diet rich in natural antioxidants, as well as appropriate dietary supplements, could be of great benefit to the patients.A doença celíaca é uma desordem gastrointestinal causada pelo glúten proveniente do trigo, centeio ou cevada. Em pessoas geneticamente predispostas, o glúten induz uma inflamação imune da mucosa do intestino delgado. As lesões histológicas incluem linfocitose intraepitelial, hipertrofia de criptas e atrofia vilosa, resultando em malabsorção de micro- e macronutrientes. O único tratamento para os pacientes celíacos é a restrição permanente de glúten na dieta (GFD).Espécies reativas de oxigênio (ROS) e o estresse oxidativo estão fortemente associados à doença celíaca. O glutatião (GSH) é o principal detoxificante de ROS endógeno ou exógeno no intestino. Para explicar o papel do ciclo redox do glutatião nos pacientes celíacos, nós examinamos as atividades das enzimas GSH-relacionadas e anti-oxidantes (AO) glutatião peroxidase (GPx) e glutatião redutase (GR), assim como a concentração de GHS em biópsias do intestino delgado e sangue periférico de crianças afetadas pela doença celíaca. A concentração dos hidroperóxidos lipídicos (LOOH) como marcadores do dano oxidativo foi medida em várias amostras. Os resultados mostram claramente a mal função significante do ciclo redox do GSH com uma diminuição concomitante da capacidade de regenerar GSH e detoxificar LOOH nos pacientes celíacos, mesmo após vários anos de GFD. A administração oral de GSH e uma dieta rica em anti-oxidantes naturais, assim como de suplementos apropriados na dieta, poderiam ser de grande benefício aos pacientes