A dor pediátrica tem sido o foco de estudo de muitos pesquisadores nas últimas décadas devido à constatação de que neonatos apresentam menor limiar para estímulos nocivos e inócuos em comparação aos adultos. Em decorrência disto, o uso de analgésicos tem sido frequente em ambiente hospitalar. A morfina é um dos analgésicos opióides mais utilizados para sedação e analgesia nestes pacientes. Este opióide apresenta maior potência analgésica no período neonatal, sendo o receptor μ mais expresso em neurônios medulares com pico de densidade em P7 e diminuindo até o P21, atingindo então níveis de adulto. Nosso grupo mostrou que ratos neonatos submetidos ao tratamento repetido com morfina não apresentam tolerância. Porém, permanecem maior tempo em analgesia ao final do tratamento do que no 1º dia. Além disto, após dois dias do término do tratamento os animais apresentaram alterações na atividade e expressão gênica da NTPDase 1 (enzima que hidrolisa ATP até adenosina) em medula espinal e córtex cerebral, sugerindo modulação nos níveis extracelulares de nucleotídeos, o que pode levar alterações na resposta nociceptiva. Além do sistema purinérgico outro importante sistema no processamento da resposta nociceptiva é o glutamatérgico. Desde o período neonatal o glutamato é o responsável pelos estímulos nociceptivos em medula espinal, e transportadores no terminal pré-sináptico ou glia são responsáveis pela captação do glutamato liberado, controlando seus níveis. A exposição à morfina também leva a mudanças comportamentais, conhecidas por sensibilização comportamental, que são dependentes, em parte, da ativação do receptor dopaminérgico D2 no sistema límbico. Além disso, esta exposição pode alterar os níveis de BDNF em estruturas relacionadas à nocicepção. Levando em consideração a carência de estudos focados nos efeitos da exposição repetida a opióides em neonatos, o objetivo deste estudo foi verificar os efeitos a curto (P16), médio (P30) e longo prazo (P60) do tratamento com 5 μg de morfina, uma vez ao dia, do P8 ao P14, sobre comportamento nociceptivo; captação de glutamato em medula espinal; comportamentos exploratórios e do tipo ansioso, avaliando o envolvimento do receptor D2; níveis de BDNF e TNF-α, e estresse oxidativo em hipocampo; atividades de nucleotidases solúveis em soro; e além disso avaliar a ação antinociceptiva da melatonina nas respostas nociceptivas alteradas. Os animais que receberam morfina demonstraram em P30 e P60: aumento da resposta nociceptiva que foi revertida por antagonista do receptor NMDA; diminuição da captação de glutamato em medula espinal; aumento dos níveis de BDNF em hipocampo, e diminuição da atividade da SOD no P60; alterações nas atividades das nucleotidases solúveis; aumento do comportamento exploratório no P16 e P30; efeito antinociceptivo da melatonina na hiperalgesia. Estes dados demonstram a necessidade de pesquisas que sejam focadas nos efeitos do tratamento com morfina no período neonatal ao longo da vida, bem como buscar alternativas terapêuticas que possam reverter possíveis alterações. / The study of pediatric pain has been the focus of many researchers in recent decades due to the fact that neonates have a lower threshold for innocuous and noxious stimuli compared to adults. As a result, the use of analgesics has been frequent in hospitals. Morphine is an opioid analgesic commonly used for sedation in these patients. This opioid presents greater analgesic potency in the neonatal period in which the μ opioid receptor is over expressed in neurons of the spinal cord, with peak binding on day 7 and decreasing until day 21, reaching adult levels then. Our research group has shown that neonate rats subjected to repeated treatment with morphine not present tolerance. However, they remain with more time of analgesia at the end of treatment than on first day. Moreover, two days after the end of treatment the animals showed changes in activity and gene expression of NTPDase 1 (enzyme that hydrolyzes ATP to adenosine) in spinal cord and cerebral cortex, suggesting modulation of nucleotides extracellular levels which can alters nociceptive response. Besides the purinergic system another important system associated with nociceptive pathways is glutamatergic. Since the neonatal period glutamate is responsible for nociceptive stimulus in spinal cord, being its level controlled by transporters in the presynaptic terminal or glia responsible for the uptake of glutamate released. Importantly, studies have shown that morphine administration in adult animals can lead to behavioral changes, known as behavioral sensitization, dependent of activation of the limbic dopamine system, with the D2 dopamine receptor is associated with these changes. Moreover, such exposure may lead to altered levels of BDNF on the nociception related structures. Considering the lack of studies focused on the effects of repeated exposure to opioids in neonates, the objective of this study was to assess the short-(P16), medium (P30) and long term (P60) effects of treatment with 5 μg of morphine, once a day, from 8 to 14 days old, on nociceptive behavioral responses; glutamate uptake in the spinal cord; exploratory and type anxiously behavioral responses assessing the involvement of the dopamine receptor D2; levels of BDNF and TNF-α, and oxidative stress in the hippocampus; activities of serum soluble nucleotidases, and furthermore evaluate the antinociceptive action of melatonin on nociceptive responses changed. The results obtained with this study show that in P30 and P60 the animals that had received morphine: increase of the nociceptive response that was reversed by NMDA receptor antagonist, decreased glutamate uptake in spinal cord; increasing levels of BDNF in hippocampus, and decreased activity of the antioxidant enzyme SOD in P60; changes in nucleotide hydrolysis; increased exploratory behavior in P16 and P30; antinociceptive effect of melatonin on nociceptive responses increased. These data demonstrate the need for further research that are focused on the effects of morphine treatment in the neonatal period lifelong and seek alternative therapies that can reverse any changes.

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neurodegenerativa progressiva e a forma de demência mais prevalente no mundo. As alterações fisiopatológicas da DA têm sido associadas a dois marcadores neuropatológicos clássicos: a deposição de placas de β- amilóide e a formação de emaranhados neurofibrilares da proteína tau hiperfosforilada. Porém, devido a complexidade da DA, outros mecanismos têm sido propostos como coadjuvantes no processo neurodegenerativo, entre eles eventos neuroinflamatórios, a quebra da homeostasia de sistemas de neurotransmissão e disfunção sináptica. Esta pletora de eventos patológicos parece preceder a fase de demência por um longo período onde a doença age de forma silenciosa, ou seja, onde não existem evidências sintomatológicas. Na presente tese, avançamos no entendimento de vias de sinalização associadas com a hipersforforilação da proteína tau envolvendo a disfunção da proteína fosfatase 2A e neurotoxicidade do sistema glutamatérgico. Além disso, avaliamos os radiofármacos de tomografia de emissão de pósitrons (PET) disponíveis para visualização in vivo e não invasiva da fisiopatologia da DA. Finalmente, avaliamos um novo biomarcador de PET, o [11C]ABP688, para visualizar flutuações no sistema glutamatérgico e avançamos no entendimento do impacto das células gliais no sinal do PET [18F]FDG, o radiofármaco mais utilizado na clínica atualmente para visualizar metabolismo de glicose cerebral. O [11C]ABP688 pode ser diretamente incluído em estudos clínicos e a reconceptualização do [18F]FDG proposta nesta tese pode alterar a maneira atual como vemos o metabolismo de glicose na DA e em outras doenças neurodegenerativas. Finalmente, nesta tese, avançamos em termos de mecanismos, e no contexto da busca por um diagnóstico precoce e acurado da DA. / Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most prevalent cause of dementia worldwide. The AD pathophysiological features have been associated to two main classic neuropathological markers: depositon of β-amyloid plaques and formation of neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau. Due to AD complexity, however, additional mechanisms have been proposed as contributors to the neurodegenerative process, such as neuroinflammatory changes, altered neurotransmission, and synaptic dysfunction. These pathological events seem to precede the dementia phase by many years, resulting in a long silent period, i.e., a preclinical phase. In this thesis, we advanced in the understanding of signaling pathways associated with tau hyperphosphorylation, which includes dysfunction of protein phosphatase 2A (PP2A) and glutamatergic neurotoxicity. Furthermore, we underscored radiopharmaceuticals currently available for imaging AD pathophysiology in vivo and non-invasively with positron emission tomography (PET). Finally, we evaluated a new PET biomarker, [11C]ABP688, for visualizing glutamatergic fluctuations and advanced in the understating of how glial cells contribute to the [18F]FDG signal, the widely used radiopharmaceutical in clinical settings for visualizing cerebral glucose metabolism. Our findings have high translational value and direct impact in clinical settings, which can potentially alter the way we interpret glucose metabolism in AD and other neurodegenerative disorders. In summary, in this thesis, we have advanced in terms of molecular mechanisms, and in the use of PET biomarkers toward an early and accurate diagnosis of AD.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1014060 bytes, checksum: 693b9366b22260dacb3100b244427c53 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Four experiments were conducted to evaluate the effect of the use of four levels of L-glutamine (Gln) and four levels of Glutamic acid + L-glutamine in the diet of piglets after weaning, two performance tests and two tests of intestinal morphohistology. In each test diets were formulated based on corn, soybean meal, cooked corn, dairy products, blood plasma and industrial amino acids. In the performance trial (trial 1) forty-four (44) piglets were distributed in four treatments (T1 - 0.0%; T2 - 0.4%; T3 - 0.8% and T4 - 1.2% of Gln) on five replications, on 4 repetitions with 2 animals per experimental unit and one repetition with 3 animals per experimental unit. The experimental period was of 28 days, with the first period 18-32 days of life, the second instead of 32-46 days of life and overall period 18-46 days. The evaluated parameters were average daily feed intake (ADFI), average daily weight gain (ADG) and feed conversion (F:G). The addition of Gln in the diet did not affect (P> 0.05) performance parameters in periods. In the testing of morphohistology (trial 2) twenty-four (24) piglets of 18 days old were divided into four treatments (T1 - 0.0%, T2 - 0.4%, T3 - 0.8% and T4- 1, 2% of Gln) with six replicates and one animal per experimental unit. The animals were slaughtered at 7 days after weaning (25 days old) to collect samples of the three intestinal portions. The histologic evaluated parameters were villus height, crypt depth and villus height: crypt depth ratio of three segments. The addition of Gln in feed promoted linear and linear-quadratic reduction (P <0.05) in the villus height and crypt depth of the duodenum of piglets respectively. It is concluded that the addition of Gln in diets of piglets after weaning showed no beneficial effects on performance and in maintaining the integrity of the intestinal mucosa of piglets. In the performance test (Test 3) forty-four (44) piglets were distributed among four treatments (T1- 0.0%; T2 - 0.4%; T3-0.8% and T4 - 1.2% of Glutamic acid + Gln) on five replications, on 4 repetitions on 2 animals per experimental unit and one repetition with 3 animals per experimental unit. The experimental period was of 28 days, with the first period 18-32 days of life, the second instead of 32-46 days of life and total period 18-46 days. The evaluated parameters were daily feed intake (ADFI), daily weight gain (ADG) and feed conversion (F:G). Addition of Glutamic Acid + Gln in diets of piglets after weaning improved linearly (P <0.05) ADFI, ADG and F:G in the period 18-32 days of age, however significant effects were not observed (P> 0 , 05) the second instead of 32- 46 days old, since the total period showed a linear improvement (P <0.05) in the ADFI and F:G, and linear-quadratic improvement in ADG. In the testing of morphohistology (test 4) twenty-four (24) piglets of 18 days of age were divided into four treatments (T1 - 0.0%, T2 - 0.4%, T3 0,8% and T4-1 2% of glutamic Acid + Gln) with six replicates and one animal per experimental unit. The animals were slaughtered 7 days after weaning (25 days old) to collect samples of the three intestinal portions. The histologic parameters evaluated were villus height, crypt depth and villus height: crypt depth ratio of three segments. The addition of Glutamic Acid + Gln in the diet of piglets after weaning showed a linear effect (P <0.05) for the parameters of villus height and villus height: crypt depth ratio of duodenal villus height: crypt depth ratio of jejunum, villus height and villus height: crypt depth ratio of the ileum. As for the crypt depth duodenal parameter observed linear-quadratic effect. It is concluded that the addition of Glutamic Acid + Gln in diets of piglets after weaning showed beneficial effects on performance and in maintaining the integrity of the intestinal mucosa of piglets. / Quatro ensaios foram conduzidos para avaliar o efeito da utilização de quatro niveis de L-Glutamina (Gln) e quatro niveis de Ácido Glutâmico + L-Glutamina em dietas para leitões após o desmame, sendo dois ensaios de desempenho e dois ensaios de morfohistologia intestinal. Em cada ensaio as dietas formuladas foram baseadas em milho, farelo de soja, milho cozido, subprodutos lácteos, plasma sanguíneo e aminoácidos industriais. No ensaio de desempenho (ensaio 1) foram utilizados quarenta e quatro (44) leitões distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Gln) com cinco repetições, sendo 4 repetições com 2 animais por unidade experimental e 1 repetição com 3 animais por unidade experimental. O período experimental foi de 28 dias, sendo o período 1 de 18 a 32 dias de vida, período 2 de 32 a 46 dias de vida e no período geral de 18 a 46 dias de vida. Os parametros avaliados foram: consumo de ração diário (CRD), ganho de peso diário (GPD) e conversão alimentar (CA). A adição de Gln na ração não influenciou (P>0,05) os parâmetros de desepenho nos períodos. No ensaio de morfohistologia (ensaio 2) vinte e quatro (24) leitões de 18 dias de vida foram distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Gln) com seis repetições e um animal por cada unidade experimental. Os animais foram abatidos aos 7 dias após o desmame (25 dias de vida) para coleita de amostras das três porções intestinais. Os parâmetros histologicos avaliados foram altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta dos três segmentos intestinais. A adição de Gln na ração promoveu redução linear e linear-quadratico (P<0,05) na altura das vilosidades e profundidade das criptas do duodeno dos leitões respectivamente. Conclui-se que a adicão de Gln nas rações de leitões após o desmama não apresentou efeitos benéficos sobre o desempenho e na manutenção da integridade da mucosa intestinal dos leitões. No ensaio de desempenho (ensaio 3) foram utilizados quarenta e quatro (44) leitões distribuidos entre quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Ácido Glutâmico + Gln) com cinco repetições, sendo 4 repetições com 2 animais por unidade experimental e 1 repetição com 3 animais por unidade experimental. O período experimental foi de 28 dias, sendo o periodo 1 de 18 a 32 dias de vida, periodo 2 de 32 a 46 dias de vida e no período total de 18 a 46 dias de vida. Os parametros avaliados foram consumo de ração diário (CRD), ganho de peso diario (GPD) e conversão alimentar (CA). A adicão de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmama melhorou de forma linear (P<0,05) CRD, GPD e CA no período de 18 a 32 dias de idade, entretanto não foram verificados efeitos significativos (P>0,05) no período 2 de 32 a 46 dias de idade, já no periodo total houve melhoría linear (P<0,05) no CRD e CA, e melhoria linear-quadratica no GPD. No ensaio de morfohistologia (ensaio 4) vinte e quatro (24) leitões de 18 dias de vida foram distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Ácido Glutâmico + Gln) com seis repetições e um animal por cada unidade experimental. Os animais foram abatidos aos 7 dias após o desmame (25 dias de vida) para coleta de amostras das três porções intestinais. Os parâmetros histologicos avaliados foram altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta dos três segmentos intestinais. A adição de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmame apresentou efeito linear (P<0,05) para os parâmetros de altura de vilosidade e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do duodeno, relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do jejuno, altura de vilosidade e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do íleo. Já para o parâmetro profundidade de cripta do duodeno observou-se efeito linear-quadratico. Conclui-se que a adicão de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmama apresentou efeitos beneficos sobre o desempenho e na manutenção da integridade da mucosa intestinal dos leitões.

A dor pediátrica tem sido o foco de estudo de muitos pesquisadores nas últimas décadas devido à constatação de que neonatos apresentam menor limiar para estímulos nocivos e inócuos em comparação aos adultos. Em decorrência disto, o uso de analgésicos tem sido frequente em ambiente hospitalar. A morfina é um dos analgésicos opióides mais utilizados para sedação e analgesia nestes pacientes. Este opióide apresenta maior potência analgésica no período neonatal, sendo o receptor μ mais expresso em neurônios medulares com pico de densidade em P7 e diminuindo até o P21, atingindo então níveis de adulto. Nosso grupo mostrou que ratos neonatos submetidos ao tratamento repetido com morfina não apresentam tolerância. Porém, permanecem maior tempo em analgesia ao final do tratamento do que no 1º dia. Além disto, após dois dias do término do tratamento os animais apresentaram alterações na atividade e expressão gênica da NTPDase 1 (enzima que hidrolisa ATP até adenosina) em medula espinal e córtex cerebral, sugerindo modulação nos níveis extracelulares de nucleotídeos, o que pode levar alterações na resposta nociceptiva. Além do sistema purinérgico outro importante sistema no processamento da resposta nociceptiva é o glutamatérgico. Desde o período neonatal o glutamato é o responsável pelos estímulos nociceptivos em medula espinal, e transportadores no terminal pré-sináptico ou glia são responsáveis pela captação do glutamato liberado, controlando seus níveis. A exposição à morfina também leva a mudanças comportamentais, conhecidas por sensibilização comportamental, que são dependentes, em parte, da ativação do receptor dopaminérgico D2 no sistema límbico. Além disso, esta exposição pode alterar os níveis de BDNF em estruturas relacionadas à nocicepção. Levando em consideração a carência de estudos focados nos efeitos da exposição repetida a opióides em neonatos, o objetivo deste estudo foi verificar os efeitos a curto (P16), médio (P30) e longo prazo (P60) do tratamento com 5 μg de morfina, uma vez ao dia, do P8 ao P14, sobre comportamento nociceptivo; captação de glutamato em medula espinal; comportamentos exploratórios e do tipo ansioso, avaliando o envolvimento do receptor D2; níveis de BDNF e TNF-α, e estresse oxidativo em hipocampo; atividades de nucleotidases solúveis em soro; e além disso avaliar a ação antinociceptiva da melatonina nas respostas nociceptivas alteradas. Os animais que receberam morfina demonstraram em P30 e P60: aumento da resposta nociceptiva que foi revertida por antagonista do receptor NMDA; diminuição da captação de glutamato em medula espinal; aumento dos níveis de BDNF em hipocampo, e diminuição da atividade da SOD no P60; alterações nas atividades das nucleotidases solúveis; aumento do comportamento exploratório no P16 e P30; efeito antinociceptivo da melatonina na hiperalgesia. Estes dados demonstram a necessidade de pesquisas que sejam focadas nos efeitos do tratamento com morfina no período neonatal ao longo da vida, bem como buscar alternativas terapêuticas que possam reverter possíveis alterações. / The study of pediatric pain has been the focus of many researchers in recent decades due to the fact that neonates have a lower threshold for innocuous and noxious stimuli compared to adults. As a result, the use of analgesics has been frequent in hospitals. Morphine is an opioid analgesic commonly used for sedation in these patients. This opioid presents greater analgesic potency in the neonatal period in which the μ opioid receptor is over expressed in neurons of the spinal cord, with peak binding on day 7 and decreasing until day 21, reaching adult levels then. Our research group has shown that neonate rats subjected to repeated treatment with morphine not present tolerance. However, they remain with more time of analgesia at the end of treatment than on first day. Moreover, two days after the end of treatment the animals showed changes in activity and gene expression of NTPDase 1 (enzyme that hydrolyzes ATP to adenosine) in spinal cord and cerebral cortex, suggesting modulation of nucleotides extracellular levels which can alters nociceptive response. Besides the purinergic system another important system associated with nociceptive pathways is glutamatergic. Since the neonatal period glutamate is responsible for nociceptive stimulus in spinal cord, being its level controlled by transporters in the presynaptic terminal or glia responsible for the uptake of glutamate released. Importantly, studies have shown that morphine administration in adult animals can lead to behavioral changes, known as behavioral sensitization, dependent of activation of the limbic dopamine system, with the D2 dopamine receptor is associated with these changes. Moreover, such exposure may lead to altered levels of BDNF on the nociception related structures. Considering the lack of studies focused on the effects of repeated exposure to opioids in neonates, the objective of this study was to assess the short-(P16), medium (P30) and long term (P60) effects of treatment with 5 μg of morphine, once a day, from 8 to 14 days old, on nociceptive behavioral responses; glutamate uptake in the spinal cord; exploratory and type anxiously behavioral responses assessing the involvement of the dopamine receptor D2; levels of BDNF and TNF-α, and oxidative stress in the hippocampus; activities of serum soluble nucleotidases, and furthermore evaluate the antinociceptive action of melatonin on nociceptive responses changed. The results obtained with this study show that in P30 and P60 the animals that had received morphine: increase of the nociceptive response that was reversed by NMDA receptor antagonist, decreased glutamate uptake in spinal cord; increasing levels of BDNF in hippocampus, and decreased activity of the antioxidant enzyme SOD in P60; changes in nucleotide hydrolysis; increased exploratory behavior in P16 and P30; antinociceptive effect of melatonin on nociceptive responses increased. These data demonstrate the need for further research that are focused on the effects of morphine treatment in the neonatal period lifelong and seek alternative therapies that can reverse any changes.

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neurodegenerativa progressiva e a forma de demência mais prevalente no mundo. As alterações fisiopatológicas da DA têm sido associadas a dois marcadores neuropatológicos clássicos: a deposição de placas de β- amilóide e a formação de emaranhados neurofibrilares da proteína tau hiperfosforilada. Porém, devido a complexidade da DA, outros mecanismos têm sido propostos como coadjuvantes no processo neurodegenerativo, entre eles eventos neuroinflamatórios, a quebra da homeostasia de sistemas de neurotransmissão e disfunção sináptica. Esta pletora de eventos patológicos parece preceder a fase de demência por um longo período onde a doença age de forma silenciosa, ou seja, onde não existem evidências sintomatológicas. Na presente tese, avançamos no entendimento de vias de sinalização associadas com a hipersforforilação da proteína tau envolvendo a disfunção da proteína fosfatase 2A e neurotoxicidade do sistema glutamatérgico. Além disso, avaliamos os radiofármacos de tomografia de emissão de pósitrons (PET) disponíveis para visualização in vivo e não invasiva da fisiopatologia da DA. Finalmente, avaliamos um novo biomarcador de PET, o [11C]ABP688, para visualizar flutuações no sistema glutamatérgico e avançamos no entendimento do impacto das células gliais no sinal do PET [18F]FDG, o radiofármaco mais utilizado na clínica atualmente para visualizar metabolismo de glicose cerebral. O [11C]ABP688 pode ser diretamente incluído em estudos clínicos e a reconceptualização do [18F]FDG proposta nesta tese pode alterar a maneira atual como vemos o metabolismo de glicose na DA e em outras doenças neurodegenerativas. Finalmente, nesta tese, avançamos em termos de mecanismos, e no contexto da busca por um diagnóstico precoce e acurado da DA. / Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most prevalent cause of dementia worldwide. The AD pathophysiological features have been associated to two main classic neuropathological markers: depositon of β-amyloid plaques and formation of neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau. Due to AD complexity, however, additional mechanisms have been proposed as contributors to the neurodegenerative process, such as neuroinflammatory changes, altered neurotransmission, and synaptic dysfunction. These pathological events seem to precede the dementia phase by many years, resulting in a long silent period, i.e., a preclinical phase. In this thesis, we advanced in the understanding of signaling pathways associated with tau hyperphosphorylation, which includes dysfunction of protein phosphatase 2A (PP2A) and glutamatergic neurotoxicity. Furthermore, we underscored radiopharmaceuticals currently available for imaging AD pathophysiology in vivo and non-invasively with positron emission tomography (PET). Finally, we evaluated a new PET biomarker, [11C]ABP688, for visualizing glutamatergic fluctuations and advanced in the understating of how glial cells contribute to the [18F]FDG signal, the widely used radiopharmaceutical in clinical settings for visualizing cerebral glucose metabolism. Our findings have high translational value and direct impact in clinical settings, which can potentially alter the way we interpret glucose metabolism in AD and other neurodegenerative disorders. In summary, in this thesis, we have advanced in terms of molecular mechanisms, and in the use of PET biomarkers toward an early and accurate diagnosis of AD.

A dor pediátrica tem sido o foco de estudo de muitos pesquisadores nas últimas décadas devido à constatação de que neonatos apresentam menor limiar para estímulos nocivos e inócuos em comparação aos adultos. Em decorrência disto, o uso de analgésicos tem sido frequente em ambiente hospitalar. A morfina é um dos analgésicos opióides mais utilizados para sedação e analgesia nestes pacientes. Este opióide apresenta maior potência analgésica no período neonatal, sendo o receptor μ mais expresso em neurônios medulares com pico de densidade em P7 e diminuindo até o P21, atingindo então níveis de adulto. Nosso grupo mostrou que ratos neonatos submetidos ao tratamento repetido com morfina não apresentam tolerância. Porém, permanecem maior tempo em analgesia ao final do tratamento do que no 1º dia. Além disto, após dois dias do término do tratamento os animais apresentaram alterações na atividade e expressão gênica da NTPDase 1 (enzima que hidrolisa ATP até adenosina) em medula espinal e córtex cerebral, sugerindo modulação nos níveis extracelulares de nucleotídeos, o que pode levar alterações na resposta nociceptiva. Além do sistema purinérgico outro importante sistema no processamento da resposta nociceptiva é o glutamatérgico. Desde o período neonatal o glutamato é o responsável pelos estímulos nociceptivos em medula espinal, e transportadores no terminal pré-sináptico ou glia são responsáveis pela captação do glutamato liberado, controlando seus níveis. A exposição à morfina também leva a mudanças comportamentais, conhecidas por sensibilização comportamental, que são dependentes, em parte, da ativação do receptor dopaminérgico D2 no sistema límbico. Além disso, esta exposição pode alterar os níveis de BDNF em estruturas relacionadas à nocicepção. Levando em consideração a carência de estudos focados nos efeitos da exposição repetida a opióides em neonatos, o objetivo deste estudo foi verificar os efeitos a curto (P16), médio (P30) e longo prazo (P60) do tratamento com 5 μg de morfina, uma vez ao dia, do P8 ao P14, sobre comportamento nociceptivo; captação de glutamato em medula espinal; comportamentos exploratórios e do tipo ansioso, avaliando o envolvimento do receptor D2; níveis de BDNF e TNF-α, e estresse oxidativo em hipocampo; atividades de nucleotidases solúveis em soro; e além disso avaliar a ação antinociceptiva da melatonina nas respostas nociceptivas alteradas. Os animais que receberam morfina demonstraram em P30 e P60: aumento da resposta nociceptiva que foi revertida por antagonista do receptor NMDA; diminuição da captação de glutamato em medula espinal; aumento dos níveis de BDNF em hipocampo, e diminuição da atividade da SOD no P60; alterações nas atividades das nucleotidases solúveis; aumento do comportamento exploratório no P16 e P30; efeito antinociceptivo da melatonina na hiperalgesia. Estes dados demonstram a necessidade de pesquisas que sejam focadas nos efeitos do tratamento com morfina no período neonatal ao longo da vida, bem como buscar alternativas terapêuticas que possam reverter possíveis alterações. / The study of pediatric pain has been the focus of many researchers in recent decades due to the fact that neonates have a lower threshold for innocuous and noxious stimuli compared to adults. As a result, the use of analgesics has been frequent in hospitals. Morphine is an opioid analgesic commonly used for sedation in these patients. This opioid presents greater analgesic potency in the neonatal period in which the μ opioid receptor is over expressed in neurons of the spinal cord, with peak binding on day 7 and decreasing until day 21, reaching adult levels then. Our research group has shown that neonate rats subjected to repeated treatment with morphine not present tolerance. However, they remain with more time of analgesia at the end of treatment than on first day. Moreover, two days after the end of treatment the animals showed changes in activity and gene expression of NTPDase 1 (enzyme that hydrolyzes ATP to adenosine) in spinal cord and cerebral cortex, suggesting modulation of nucleotides extracellular levels which can alters nociceptive response. Besides the purinergic system another important system associated with nociceptive pathways is glutamatergic. Since the neonatal period glutamate is responsible for nociceptive stimulus in spinal cord, being its level controlled by transporters in the presynaptic terminal or glia responsible for the uptake of glutamate released. Importantly, studies have shown that morphine administration in adult animals can lead to behavioral changes, known as behavioral sensitization, dependent of activation of the limbic dopamine system, with the D2 dopamine receptor is associated with these changes. Moreover, such exposure may lead to altered levels of BDNF on the nociception related structures. Considering the lack of studies focused on the effects of repeated exposure to opioids in neonates, the objective of this study was to assess the short-(P16), medium (P30) and long term (P60) effects of treatment with 5 μg of morphine, once a day, from 8 to 14 days old, on nociceptive behavioral responses; glutamate uptake in the spinal cord; exploratory and type anxiously behavioral responses assessing the involvement of the dopamine receptor D2; levels of BDNF and TNF-α, and oxidative stress in the hippocampus; activities of serum soluble nucleotidases, and furthermore evaluate the antinociceptive action of melatonin on nociceptive responses changed. The results obtained with this study show that in P30 and P60 the animals that had received morphine: increase of the nociceptive response that was reversed by NMDA receptor antagonist, decreased glutamate uptake in spinal cord; increasing levels of BDNF in hippocampus, and decreased activity of the antioxidant enzyme SOD in P60; changes in nucleotide hydrolysis; increased exploratory behavior in P16 and P30; antinociceptive effect of melatonin on nociceptive responses increased. These data demonstrate the need for further research that are focused on the effects of morphine treatment in the neonatal period lifelong and seek alternative therapies that can reverse any changes.

INTRODUÇÃO: O transtorno obsessivo-compulsivo (TOC) apresenta prevalência ao longo da vida ao redor de 2%. O tratamento farmacológico de primeira linha para o TOC é feito com inibidores da recaptura de serotonina (IRS). Aproximadamente metade dos pacientes tratados adequadamente com um IRS não apresenta resposta satisfatória. Resultados de estudos de neuroimagem, genéticos e de análise do líquido cefalorraquidiano de portadores de TOC sugerem o envolvimento da disfunção da atividade glutamatérgica na fisiopatologia do TOC. Medicamentos com efeito modulador da atividade glutamatérgica vem sendo testados em pacientes com TOC e alguns deles mostraram-se eficazes. A N-Acetilcisteína (NAC) é um agente modulador da atividade glutamatérgica e antioxidante. Este estudo tem como objetivo principal testar a eficácia da potencialização de IRS com NAC, em comparação com placebo, em pacientes com TOC resistente ao tratamento. MÉTODOS: Estudo duplo cego, randomizado e controlado com placebo, com duração de 16 semanas, conduzido num ambulatório especializado de um hospital terciário (maio/2012 - outubro/2014). Critérios de inclusão: 18-65 anos; diagnóstico principal de TOC, de acordo com os critérios do DSM-IV; falha terapêutica a pelo menos um tratamento farmacológico adequado para o TOC; escore inicial da escala Yale-Brown de Sintomas Obsessivo-Compulsivos (Y-BOCS) >= 16 ou >= 10, se apenas compulsões; e gravidade inicial do TOC pelo menos moderada, de acordo com a escala de gravidade da Impressão Clínica Global. Os medicamentos em uso no momento da randomização foram mantidos nas mesmas doses. A intervenção consistiu na associação de NAC (até 3000 mg/dia) ou placebo. Avaliações cegas foram realizadas antes e ao final da intervenção. Utilizamos como desfecho primário os escores da Y-BOCS. Utilizamos análise de variância não-paramétrica para medidas repetidas. Como desfechos secundários, consideramos a redução dos escores iniciais dos Inventários de Depressão e Ansiedade de Beck, da Y-BOCS Dimensional e da Escala Brown de Avaliação de Crenças. Registro do estudo: clinicaltrials.gov identifier: NCT01555970. RESULTADOS: Foram realizadas 145 consultas de triagem, 129 indivíduos preencheram os critérios de inclusão, 40 foram randomizados (NAC até 3000 mg/dia, n= 18; placebo, n= 22), 39 iniciaram a intervenção e 35 terminaram o estudo. Não houve diferença significativa entre os grupos quanto à taxa de perda (NAC: 1 em 17 [5,9%]; placebo: 3 em 22 [13,6%]; ?2 = 0,63; P= 0,43). Todos os indivíduos melhoraram significativamente ao longo do tempo, de acordo com a redução do escore da Y-BOCS, mas não houve diferenças significativas entre os grupos (NAC: 25,6 [DP= 4,4] para 21,3 [DP= 8,1]; placebo: 24,8 [DP= 3,8] para 21,8 [DP= 6,0]; F= 0,33; P= 0,92). A associação com NAC foi superior ao placebo em relação à melhora da gravidade dos sintomas ansiosos, indicada pela redução do escore do Inventário de Ansiedade de Beck (média [DP]: NAC= 7,8 [11,7]; placebo: -0,55 [7,9]; U= 89; P= 0,02). Não houve diferenças significativas entre os grupos quanto à melhora dos sintomas depressivos, das diferentes dimensões de sintomas de TOC e do nível de insight. CONCLUSÕES: A potencialização de IRS com NAC foi superior ao placebo em relação à melhora da gravidade dos sintomas ansiosos. Entretanto, não houve diferença entre os grupos na melhora da gravidade dos sintomas do TOC / INTRODUCTION: Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a debilitating psychiatric disorder with a lifetime prevalence of 2-3%. Treatment guidelines recommend serotonin reuptake inhibitors (SRIs) as the first-line pharmacological treatment for OCD. However, approximately half of patients treated with an adequate trial of SRIs fail to fully respond to treatment. OCD is associated with hyperactivity in cortical-striatum-thalamus-cortical (CSTC) circuits. Cortico-striatal and thalamo-striatal afferents use the excitatory neurotransmitter glutamate, and there is evidence suggesting abnormal glutamate levels and/or homeostasis in OCD patients. Researchers have been testing glutamate-modulating medications in OCD, with some evidence for efficacy. N-Acetylcysteine (NAC), a glutamate-modulating agent, is being considered as an add-on strategy for treatment-resistant OCD. The main objective of this study was to determine if NAC is effective in treatment-resistant OCD patients after 16 weeks of SRI augmentation. METHODS: We conducted a randomized, double blind, placebo-controlled, 16-week trial in an OCD-specialized outpatient clinic at a tertiary hospital (May 2012-October 2014). Inclusion criteria: age between 18-65 years; DSM-IV primary diagnosis of OCD; failure to respond to at least one previous adequate pharmacological treatment for OCD; baseline Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale (Y-BOCS) global score >= 16 or >= 10 if only compulsions are present; OCD symptoms of at least moderate severity on the Clinical Global Impression-Severity subscale. Medications in use at randomization were maintained at the same dose. Assessments were conducted at baseline and end of the study. The primary outcome measure was the Y-BOCS scores. To evaluate the variables group, time, and interaction effects for Y-BOCS scores at all time points, we used nonparametric analysis of variance (ANOVA) with repeated measures. The secondary outcomes were the mean reduction of the baseline Beck Anxiety and Depression Inventories, Dimensional Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale and Brown Assessment of Beliefs Scale scores. Trial registration: clinicaltrials.gov identifier NCT01555970. RESULTS: We assessed 145 patients for eligibility, 129 were eligible, 40 were randomized (NAC up to 3000 mg/day, n= 18; placebo, n= 22), 39 initiated the intervention and 35 completed the trial. Dropout did not significantly differ by treatment group (NAC: 1 of 17 [5.9%]; placebo: 3 of 22 [13.6%]; ?2 = .63; P= .43). Both groups significantly improved over the 16 weeks, as indicated by the reduction of baseline Y-BOCS scores, but there were no significant differences between groups (NAC: 25.6 [SD= 4.4] to 21.3 [DP= 8.1]; placebo: 24.8 [SD= 3.8] to 21.8 [SD= 6.0]; F= .33; P = .92). Adding NAC to SRI was superior to placebo in improving anxiety symptoms, as measured by the reduction of baseline Beck Anxiety Inventory score (mean [SD]: NAC= 7.8 [11.7]; placebo: -.55 [7.9]; U= 89; P= .02). There were no significant differences between groups in regards to the improvement of depressive symptoms, different dimensions of OCD symptoms and insight level. CONCLUSIONS: NAC augmentation of SRI was more effective than placebo in reducing the severity of anxiety symptoms in this sample of treatment-resistant OCD individuals. However, it was not better than placebo in reducing OCD severity

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The development of polymers with the ability to transport and release drugs and bioactives has been growing rapidly because of their unique properties in protecting and enhancing solubilization of drugs in physiological media. In this work, polyesters derived from β-cyclodextrin were developed in two different systems: The former consisted of cyclodextrin cross-linked with citric acid and subsequently functionalized with glutamic acid. The latter was obtained from β-cyclodextrin esterified with gluthamic acid. The polyesters were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Solid-state Cross-Polarization Magic Angle Spinning Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance (CP/MAS 13C–NMR) and Thermogravimetric Analysis (TGA) for the confirmation of the formation of polymers and the esterification of glutamic acid with β-cyclodextrin molecules. The formation of inclusion complex of the polymers in solution with orange methyl was evaluated to verify the activation of β-cyclodextrin cavities. The polymers were used as reducer and stabilizer in the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs). The characterization of the AgNPs was performed by UV-Vis spectroscopy, and bands between 350-500 nm evidenced of the obtainment of silver nanoparticles. Analyses by transmission electron microscopy revealed AgNPs with spherical morphology and diameter around ~ 5 to ~60 nm, corroborating with the results of UV-Vis. / O desenvolvimento de polímero com a capacidade de transportar e liberar fármacos e compostos bioativos vem crescendo rapidamente, devido suas propriedades únicas em proteger e aumentar a solubilização em meios fisiológicos. Neste trabalho, foram desenvolvidos poliésteres derivado de β-ciclodextrina em dois sistemas distintos. O primeiro sistema foi obtido a partir de β-ciclodextrina reticulado com ácido cítrico e posteriormente funcionalizado com ácido glutâmico. O segundo foi a partir de β-ciclodextrina esterificada com ácido glutâmico. Os poliésteres foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear no estado sólido sob polarização cruzada e rotação com ângulo mágico (RMN 13C CP/MAS) e análise termogravimétrica (TG), para a confirmação da formação dos polímeros e a esterificação do ácido glutâmico com as moléculas de β-ciclodextrina. A formação de complexo de inclusão dos polímeros com o alaranjado de metila foi avaliada em solução, comprovando-se a ativação das cavidades de β-ciclodextrina. Os polímeros foram testados quanto a habilidade de promover a formação/estabilização de nanopartículas de prata (AgNPs) a partir de nitrato de prata em solução. A caracterização das AgNPs foi realizada por espectroscopia de UV-Vis, e as bandas observadas entre 350-500 nm são evidências da presença de nanopartículas de prata. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram AgNPs de morfologia esférica com diâmetro em torno de ~5 a ~60 nm, corroborando com os resultados de UV-Vis. / São Cristóvão, SE

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:44Z : No. of bitstreams: 1 Publico-10777.pdf: 584483 bytes, checksum: e11ab9839fe48602b080e48c338291cc (MD5) / Introdução: A cefaléia crônica diária é constituída por um grupo de cefaléias, dentre elas a enxaqueca crônica, comórbida com patologias como a depressão, o abuso de medicamentos, a obesidade e, mais recentemente, associada a casos de hipertensão intracraniana idiopática sem edema de papila. Objetivos: Determinar a prevalência de hipertensão intracraniana idiopática sem edema de papila e os níveis liquóricos de glutamato e ácido gama-aminobutírico em pacientes com enxaqueca crônica comparado a outros grupos de pacientes. Métodos: Foram estudados pacientes com enxaqueca crônica, mediante a realização do exame do líquido cefalorraquidiano com medida da pressão de abertura e dosagens dos níveis liquóricos dos aminoácidos glutamato e ácido gama-aminobutírico pela técnica de cromatografia líquida de alta resolução. Resultados: Dos pacientes submetidos a punção lombar, seis pacientes, em grupo de sessenta, tiveram elevação na pressão liquórica maior que 200 mm H20 sem acusar edema de papila à fundoscopia. Os pacientes que abusavam de triptanos mostraram níveis liquóricos de glutamato menores que aqueles com uso abusivo de outros tipos de medicações analgésicas e pacientes que não abusavam de nenhum tipo de medicação. Quanto aos níveis de ácido gamaaminobutírico no líquido cefalorraquidiano, esses foram menores nos pacientes com enxaqueca crônica e depressão quando comparados aos pacientes que tinham apenas enxaqueca crônica. Conclusões: A realização do estudo do líquido cefalorraquidiano foi importante em pacientes com enxaqueca crônica para a exclusão da hipertensão intracraniana idiopática sem papiledema, possibilitando perspectivas futuras para o entendimento da fisiopatogênese e desenvolvimento de novas terapias medicamentosas para a enxaqueca e suas comorbidades. / Introduction: Chronic daily headaches consist of a group of headaches, among them chronic migraine, that is comorbid with depression, overuse of medication, obesity and recently, cases of idiopathic intracranial hypertension without papilloedema. Objectives: To establish idiopathic intracranial hypertension without papilloedema prevalence and glutamate and gamma-aminobutyric acid levels in cerebrospinal fluid from patients with chronic migraine compared to other groups of patients. Methods: We studied patients with chronic migraine, who underwent lumbar puncture to rule out idiopathic intracranial hypertension without papilloedema. Amino acids glutamate and gamma-aminobutyric acid levels were measured by high performance liquid chromatography in cerebrospinal fluid. Results: Six patients, among sixty, had CSF open pressure higher than 200 mm H20 without papilloedema on fundoscopy. Patients who overused triptans had glutamate levels lower than those with abuse of other analgesic types and nonoverusers. The gamma-aminobutyric acid levels in cerebrospinal fluid were lower in depressed patients when compared to patients without depression and controls. Conclusions: The study of the cerebrospinal fluid was important in patients with chronic migraine for the exclusion of idiopathic intracranial hypertension without papilloedema, opening perspectives for the understanding of the physiopathology and development of new drug therapies for migraine and its comorbidities. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.