The neurotransmitters serotonin (5-HT) and dopamine (DA) play roles in eating disorders, mood disorders, such as depression and anxiety, and in the regulation of locomotion. The 5-HT2C receptor is one of fourteen 5-HT receptor subtypes that is expressed in regions of the brain including the hippocampus, amygdala, dorsal striatum, nucleus accumbens (NA) and substantia nigra, and is therefore implicated in behaviours and disorders associated with these regions. 5-HT has been shown to exert both a tonic and phasic inhibitory control, through the 5-HT2C receptor, on the firing rate and bursting activity of DA-containing neurones in the ventral tegmental area which enhances DA release in the NA and prefrontal cortex. In addition, the 5-HT2C receptor is under the control of a monophasic diurnal rhythm and is in a position to alter circadian regulation and behaviour due to its expression in the suprachiasmatic nucleus (the light entrainable oscillator (LEO)). It was hypothesised that elevating expression of the 5-HT2C receptor would have a detrimental effect on mood and cause hypolocomotion while reducing 5-HT2C receptor expression would improve mood, cause hyperphagia, obesity and hyperlocomotion. In order to investigate these hypotheses mouse models that either over- or under-expressed the 5-HT2C receptor were implemented. The 5-HT2C receptor expression pattern and levels were confirmed in all mouse lines. A behavioural phenotype of hypolocomotion and increased anxiety in the 5-HT2C receptor over-expressing mice and hyperphagia, obesity and hyperlocomotion in the 5-HT2C receptor under-expressing mice were found the latter is conistent with current literature. During backcrossing of the mouse lines onto the C57Bl/6 genetic background the abnormal behavioural phenotypes were lost suggesting that 5-HT2C receptor function is particulary sensitive to the genetic background on which it is being expressed. In response to altered expression levels of 5-HT2C receptor, compensatory alterations were found in the 5-HT system, with an inverse relationship existing between both the 5-HT1A receptor mRNA expression levels and 5-HT release in the hippocampus with the expression levels of the 5-HT2C receptor. Over-expression of 5-HT2C receptor appears to inhibit DA release in the cortex. The circadian experiments showed that under-expressing the 5-HT2C receptor did not alter the regulation of the food entrainable oscillator and there was a suggestion that the regulation of the LEO was affected. In summary, these results demonstrate that altered expression of 5-HT2C receptors results in abnormal behaviours consistent with its role in psychiatric disorders, but that the outcome is dependent on the genetic background.

Yes / Rationale: 5-HT receptor mechanisms have been suggested to mediate improvements in cognition in schizophrenia. Aim: To investigate the involvement of 5-HT receptor mechanisms in sub-chronic PCP-induced reversal learning deficits in female rats, a task of relevance to schizophrenia. Methods: Adult female hooded-Lister rats were trained to perform an operant reversal learning task and then received sub-chronic PCP (2 mg/kg) or vehicle i.p. twice daily for seven days, followed by 7-days washout. Rats then received an acute dose of the 5-HT7 receptor antagonist SB-269970A (1.0, 3.0, 10.0 mg/kg; i.p.) or vehicle. In experiment 2, PCP-treated rats received the selective 5-HT2C receptor antagonist, SB-243213A acutely (1.0, 3.0, 10.0 mg/kg; i.p.) or vehicle. In experiment 3, PCP-treated rats received the 5-HT1A receptor partial agonist, buspirone (0.15625, 0.3125, 0.625 mg/kg, i.p.) in combination with the selective 5-HT1A receptor antagonist WAY-100635 (0.3, 1.0 mg/kg). Results: In all experiments sub-chronic PCP significantly impaired reversal phase performance (P<0.01-0.001), with no effect in the initial phase. SB-269970A at 3.0 and 10.0 mg/kg significantly improved the PCP-induced deficit (P<0.05). SB-243213A also significantly attenuated the deficit at 10 mg/kg (P<0.05). In experiment 3, buspirone attenuated the deficit with significant effects at 0.3125 mg/kg and 0.625 mg/kg (P<0.05). WAY-100635 at 0.3 and 1.0 mg/kg produced a partial attenuation of buspirone’s effect as buspirone (0.3125 mg/kg) in the presence of WAY-100635 did not significantly reverse the PCP-induced deficit. Conclusions: These studies implicate the role of 5-HT7, 5-HT2C and 5-HT1A receptors in the improvement of cognitive dysfunction of relevance to schizophrenia.

Evidências na literatura apontam o núcleo basolateral do complexo amigdalóide como uma estrutura importante na elaboração e controle das respostas defensivas. O sistema serotonérgico é um dos tantos sistemas de neurotransmissão que estão envolvidos nessas respostas. Dentre os diferentes subtipos de receptores serotonérgicos existentes, os do tipo 5-HT2C é um dos mais estudados com relação à mediação dos processos de ansiedade. A estimulação de receptores 5-HT2C tem efeito do tipo ansiogênico em diferentes modelos animais de ansiedade. Porém, não se conhece ainda a real participação desses receptores localizados no núcleo basolateral do complexo amigdalóide sobre as respostas de esquiva e fuga geradas no labirinto em T elevado relacionas, respectivamente, com ansiedade generalizada e pânico. Assim, o presente trabalho teve por objetivo verificar o papel dos receptores serotonérgicos do tipo 5-HT2C do núcleo basolateral do complexo amigdalóide na modulação das respostas defensivas associadas à ansiedade generalizada e ao pânico. Foram realizadas injeções bilaterais intra-núcleo basolateral do agonista endógeno serotonina, do agonista preferencial de receptores 5-HT2C MK-212 ou do antagonista seletivo desses receptores SB242084 em ratos submetidos ao teste do labirinto em T elevado e teste de transição claro-escuro. Os resultados mostram que a administração do agonista endógeno serotonina e do agonista de receptores do tipo 5-HT2C MK-212 promove uma facilitação na aquisição da esquiva inibitória em ratos testados no labirinto em T elevado. A administração dos agonistas também diminui o tempo gasto pelos animais no compartimento claro da caixa claro-escuro, também sugerindo um efeito do tipo ansiogênico. Por outro lado, a administração local do antagonista dos receptores 5-HT2C SB-242084 prejudica tal resposta. Esse mesmo tratamento não altera a resposta no teste de transição claro-escuro. A administração prévia de SB-242084 é capaz de bloquear o efeito ansiogênico promovido pela serotonina. Nem a ativação nem o bloqueio desses receptores exerceu efeito sobre a resposta de fuga. Em suma, nossos resultados sugerem que os receptores 5-HT2C do núcleo basolateral do complexo amigdalóide têm papel regulatório sobre a resposta de esquiva inibitória, mas não sobre a resposta de fuga gerada no labirinto em T elevado. / A wealth of evidence highlights the importance of serotonergic mechanisms within the basolateral nucleus of the amygdala for the regulation of defensive responses. However, conflicting evidence exists on the role of played by different 5-HT receptor subtypes such as 5-HT1A, 5-HT2A and 5-HT2C receptors in this process. For instance, previous studies show that whereas activation of the former two subtypes causes anxiolytic-like effect in the elevated T-maze, stimulation of 5-HT2C receptors has anxiogenic consequences in different animal models of anxiety. In this study we further explored the role played by 5-HT2C receptors of the basolateral nucleus of the amygdala in the regulation of defensive behaviors that have been associated with generalized anxiety and panic. The results showed that bilateral injection of the endogenous agonist serotonin or the 5-HT2C receptor agonist MK-212 facilitates inhibitory avoidance acquisition in rats tested in the elevated T-maze. Both drugs decreased the time spent by the animals in the light compartment of a light-dark box, also suggesting an anxiogenic-like effect. On the other hand, local administration of the 5-HT2C receptor antagonist SB-242084 impaired inhibitory avoidance acquisition in the elevated T-maze, but was without effect upon the behaviors measured in the light-dark transition test. Previous administration of SB-242084 blocked the anxiogenic effect of serotonin on inhibitory avoidance acquisition in the T-maze. Neither the blockade nor the activation of 5-HT2C receptors of the basolateral nucleus of the amygdala affected escape performance in the elevated T-maze. In summary, the results obtained in the present study are indicative that 5-HT2C receptors in the basolateral nucleus of the amygdala are selectively involved in the regulation of defensive behaviors that are associated with generalized anxiety but not panic disorder.

Uma série de evidências indica que o núcleo dorsal da rafe (NDR) é uma estrutura heterogênea, composta por populações de neurônios serotoninérgicos, anatômica e funcionalmente distintas, que foram implicadas de maneira diferente na fisiopatologia da ansiedade. Evidências do nosso grupo mostraram que a facilitação da neurotransmissão serotoninérgica do subnúcleo dorsomedial (DRD) do NDR favorece a aquisição da esquiva inibitória, sugerindo um efeito ansiogênico, e inibe a expressão da resposta de fuga, efeito do tipo panicolítico, no labirinto em T elevado (LTE). Por outro lado, a ativação das asas laterais do NDR apenas altera o desempenho na tarefa de fuga, efeito do tipo panicolítico, no LTE. Essas descobertas sustentam que diferentes vias serotoninérgicas provenientes do NDR modulam comportamentos associados à ansiedade e ao pânico. O presente estudo teve como objetivo investigar se as asas laterais enviam projeções serotoninérgicas para a substância cinzenta periaquedutal dorsal (SCPd), estruturas chave na modulação de comportamentos relacionados ao pânico, através da técnica de neurotraçamento anterógrado. Em seguida, avaliamos, através de manipulações farmacológicas, o papel desta via na modulação de respostas defensivas avaliadas no LTE. Estendemos esta investigação farmacológicas para o hipotálamo dorsomedial (dmHIP), outra estrutura chave na evocação de comportamentos relacionados ao pânico. Além disso, investigamos o papel da via serotoninérgica que parte do DRD para o núcleo basolateral de amígdala (BLA) na evocação de comportamentos defensivos no ETM e no teste de transição claro-escuro. Com base em estudos prévios do nosso grupo que mostram que a tarefa de esquiva inibitória no LTE ativa o subnúcleo caudal (DRC), realizamos as primeiras observações das consequências comportamentais no LTE após manipulações farmacológicas deste subnúcleo. Primeiramente, verificamos se as asas laterais enviam projeções serotoninérgicas para a SCPd através do neurotraçador anterógrado amina dextrano biotinilado não fluorescente e da imunomarcação para a enzima triptofano hidroxilase. Em seguida, investigamos o efeito da microinjeção do antagonista seletivo de receptores 5-HT1A WAY-100635 nas asas laterais de ratos que receberam administração prévia da mesma droga na SCPd. Dados anteriores do nosso grupo mostraram que a administração de WAY-100635 no NDR, sem diferenciar os subnúcleos, promove efeito do tipo panicolítico no LTE, e este efeito era bloqueado pelo antagonismo dos receptores 5-HT1A na SCPd. Nossa hipótese é que o antagonismo dos receptores 5-HT1A nas asas laterais resulte em um aumento na liberação de serotonina (5-HT) na SCPd, promovendo o efeito do tipo panicolítico. Portanto, o WAY-100635 administrado anteriormente na SCPd bloquearia o efeito panicolítico observado na tarefa de fuga no LTE. Estendemos essa investigação farmacológica, também utilizando o WAY-100635, para o dmHIP. Em passo seguinte, com base em resultados prévios de imuno-histoquímica do nosso grupo que mostraram que a tarefa de esquiva inibitória, mas não a resposta de fuga, ativa o DRC, avaliamos o comportamentos de ratos submetidos ao LTE após a manipulação farmacológica dos receptores do tipo 5-HT1A neste subnúcleo. Esperávamos que a microinjeção de WAY-100635 no DRC facilitasse a aquisição da esquiva inibitória, enquanto que a administração do agonista seletivo de receptores 5-HT1A, 8-OH-DPAT, prejudicasse esta tarefa no LTE. Em uma etapa posterior, investigamos se o efeito ansiogênico observado após a administração de WAY- 100635 no DRD era dependente da ativação de receptores 5-HT2C no BLA. Nosso grupo mostrou que a administração de 5-HT no BLA promove efeito ansiogênico no LTE, e este efeito é bloqueado pelo antagonista de receptores 5-HT2C, SB-242084. Para responder esta pergunta, injetamos WAY-100635 no DRD de ratos que receberam a administração prévia de SB-242084 no BLA. Assim, se o antagonismo de receptores 5-HT1A no DRD resulta em um aumento da liberação de 5-HT no BLA, esperávamos que o SB-242084 administrado no BLA bloquearia o efeito ansiogênico observado no LTE. Nossos resultados mostraram que as asas laterais envia projeções serotoninérgicas para a SCPd. Os resultados farmacológicos mostraram que o tratamento prévio com WAY-100635 na SCPd bloqueia o efeito de tipo panicolítico observado após a administração de WAY-100635 nas asas laterais, sem interferir na tarefa de esquiva inibitória no LTE. Por outro lado, o tratamento prévio com SB-242084 no BLA bloqueou o efeito ansiogênico observado após a administração de WAY-100635 no DRD, sem interferir na resposta de fuga no LTE. Este resultado também foi confirmado em outro teste relacionado à ansiedade, o teste de transição claro-escuro. As manipulações farmacológicas no DRC apontaram para o não envolvimento deste subnúcleo na modulação de respostas associadas à ansiedade e ao pânico. Nossos resultados sugerem ainda que as vias asas laterais- SCPd e asas laterais-dmHIP modulam comportamentos de defesa associados ao pânico, enquanto a via DRD-BLA está relacionada à modulação das respostas relacionadas à ansiedade. / A wealth of evidence indicates that the dorsal raphe nucleus (DR) is a heterogeneous structure, composed of anatomically and functionally distinct populations of serotonergic neurons, which have been differently implicated in the pathophysiology of anxiety. Evidences from our group showed that serotonergic neurotransmission activation via dorsomedial subnucleus (DRD) of the DR facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiogenic effect, and inhibited escape expression, a panicolytic-like effect in the elevated T maze (ETM). On the other hand, in the ETM, activation of the lateral wings (lwDR) of the DR only altered escape response, a panicolytic-like effect. These findings support that different DR serotonergic pathways regulate anxiety and panic-like behaviors. The present study aimed to investigate whether the lwDR send serotonergic projections to the dorsal periaqueductal gray (dPAG), a key structure in the modulation of panic-related behaviors, through the anterograde neurotrace technique. Next, we evaluated, through pharmacological manipulations, the role of this pathway in the modulation of defensive responses evaluated in the ETM. We extend this pharmacological investigation to the dorsomedial hypothalamus (dmHIP), another key structure in the evocation of panic-related behaviors. In addition, we investigated the role of the serotonergic pathway from the DRD to the basolateral nucleus of amygdala (BLA) in the elicitation of defensive behaviors in the ETM and in the light-dark transition test. Based on previous studies from our group that show that inhibitory avoidance task in the ETM activates the caudal subnucleus (DRC) of the DR, we performed the first behavioral observations in the ETM after the pharmacological manipulations of this DR subnucleus. First, we labeled the lwDR to dPAG pathway using the anterograde tracer non-fluorescent biotinylated dextran amine and performed an immunostaining for the enzyme tryptophan hydroxylase. Next, we investigated the effect of the microinjection of the selective 5-HT1A antagonist WAY-100635 in the lwDR of rats that have received previous administration of the same drug in the dPAG. Previous data from our group showed that the administration of WAY-100635 in the DR, without differentiating subnuclei, promotes panicolytic effect in the ETM, and this effect was blocked by the 5-HT1A receptors antagonism in the dPAG. Our hypothesis is that the antagonism of 5-HT1A receptors in the lwDR results in an increase in the release of serotonin (5-HT) in the dPAG, promoting the panicolytic effect. Therefore, WAY- 100635 previously administered in dPAG would block the panicolytic effect observed in the escape task in the ETM. We extended this pharmacological investigation, also using WAY-100635, to dmHIP. In the next step, based on previous immunohistochemistry results from our group that show that the inhibitory avoidance task, but not the escape response, activates the DRC, we investigated the behavior of rats submitted to the ETM after the pharmacological manipulation of the 5-HT1A receptors in this subnucleus. We expected that the microinjection of WAY-100635 in the DRC would facilitate the inhibitory avoidance acquisition, whereas the administration of the selective 5-HT1A agonist 8-OH-DPAT would hinder this task in the ETM. At a later stage, we investigated whether the anxiogenic effect observed after administration of WAY-100635 in the DRD is dependent on activation of 5-HT2C receptors in the BLA. Our group has shown that the administration of 5-HT in the BLA promotes an anxiogenic effect in the ETM, and this effect was blocked by the 5- HT2C receptor antagonist, SB-242084. To answer these questions, we microinjected WAY-100635 in the DRD of rats that received prior administration of SB-242084 in the BLA. Thus, if 5-HT1A receptor antagonism in the DRD results in an increase of 5- HT released in the BLA, we expected that SB-242084 administered in the BLA blocks the anxiogenic effect in the LTE. Our results showed that the lwDR send serotonergic projections to the dPAG. The pharmacological results showed that previous treatment with WAY-100635 in the dPAG or dmHIP blocked the panicolytic-like effect observed after WAY-100635 administration in the lwDR, without interfering in the inhibitory avoidance response in the ETM. On the other hand, previous treatment with SB-242084 in the BLA blocked the anxiogenic effect observed after WAY- 100635 administration in the DRD, without interfering in the escape response in the ETM. The later result was also confirmed in another anxiety-related test, the light/dark transition test. The results of the pharmacological manipulations of the DRC do not support an involvement of this subnucleus in the modulation of defensive responses associated with anxiety and panic. Our results suggest that lwDR-PAG and lwDR-dmHIP pathways modulate panic-like defense behaviors while DRD-BLA pathway is implicated in the modulation of anxiety responses.

Uma série de evidências indica que o núcleo dorsal da rafe (NDR) é uma estrutura heterogênea, composta por populações de neurônios serotoninérgicos, anatômica e funcionalmente distintas, que foram implicadas de maneira diferente na fisiopatologia da ansiedade. Evidências do nosso grupo mostraram que a facilitação da neurotransmissão serotoninérgica do subnúcleo dorsomedial (DRD) do NDR favorece a aquisição da esquiva inibitória, sugerindo um efeito ansiogênico, e inibe a expressão da resposta de fuga, efeito do tipo panicolítico, no labirinto em T elevado (LTE). Por outro lado, a ativação das asas laterais do NDR apenas altera o desempenho na tarefa de fuga, efeito do tipo panicolítico, no LTE. Essas descobertas sustentam que diferentes vias serotoninérgicas provenientes do NDR modulam comportamentos associados à ansiedade e ao pânico. O presente estudo teve como objetivo investigar se as asas laterais enviam projeções serotoninérgicas para a substância cinzenta periaquedutal dorsal (SCPd), estruturas chave na modulação de comportamentos relacionados ao pânico, através da técnica de neurotraçamento anterógrado. Em seguida, avaliamos, através de manipulações farmacológicas, o papel desta via na modulação de respostas defensivas avaliadas no LTE. Estendemos esta investigação farmacológicas para o hipotálamo dorsomedial (dmHIP), outra estrutura chave na evocação de comportamentos relacionados ao pânico. Além disso, investigamos o papel da via serotoninérgica que parte do DRD para o núcleo basolateral de amígdala (BLA) na evocação de comportamentos defensivos no ETM e no teste de transição claro-escuro. Com base em estudos prévios do nosso grupo que mostram que a tarefa de esquiva inibitória no LTE ativa o subnúcleo caudal (DRC), realizamos as primeiras observações das consequências comportamentais no LTE após manipulações farmacológicas deste subnúcleo. Primeiramente, verificamos se as asas laterais enviam projeções serotoninérgicas para a SCPd através do neurotraçador anterógrado amina dextrano biotinilado não fluorescente e da imunomarcação para a enzima triptofano hidroxilase. Em seguida, investigamos o efeito da microinjeção do antagonista seletivo de receptores 5-HT1A WAY-100635 nas asas laterais de ratos que receberam administração prévia da mesma droga na SCPd. Dados anteriores do nosso grupo mostraram que a administração de WAY-100635 no NDR, sem diferenciar os subnúcleos, promove efeito do tipo panicolítico no LTE, e este efeito era bloqueado pelo antagonismo dos receptores 5-HT1A na SCPd. Nossa hipótese é que o antagonismo dos receptores 5-HT1A nas asas laterais resulte em um aumento na liberação de serotonina (5-HT) na SCPd, promovendo o efeito do tipo panicolítico. Portanto, o WAY-100635 administrado anteriormente na SCPd bloquearia o efeito panicolítico observado na tarefa de fuga no LTE. Estendemos essa investigação farmacológica, também utilizando o WAY-100635, para o dmHIP. Em passo seguinte, com base em resultados prévios de imuno-histoquímica do nosso grupo que mostraram que a tarefa de esquiva inibitória, mas não a resposta de fuga, ativa o DRC, avaliamos o comportamentos de ratos submetidos ao LTE após a manipulação farmacológica dos receptores do tipo 5-HT1A neste subnúcleo. Esperávamos que a microinjeção de WAY-100635 no DRC facilitasse a aquisição da esquiva inibitória, enquanto que a administração do agonista seletivo de receptores 5-HT1A, 8-OH-DPAT, prejudicasse esta tarefa no LTE. Em uma etapa posterior, investigamos se o efeito ansiogênico observado após a administração de WAY- 100635 no DRD era dependente da ativação de receptores 5-HT2C no BLA. Nosso grupo mostrou que a administração de 5-HT no BLA promove efeito ansiogênico no LTE, e este efeito é bloqueado pelo antagonista de receptores 5-HT2C, SB-242084. Para responder esta pergunta, injetamos WAY-100635 no DRD de ratos que receberam a administração prévia de SB-242084 no BLA. Assim, se o antagonismo de receptores 5-HT1A no DRD resulta em um aumento da liberação de 5-HT no BLA, esperávamos que o SB-242084 administrado no BLA bloquearia o efeito ansiogênico observado no LTE. Nossos resultados mostraram que as asas laterais envia projeções serotoninérgicas para a SCPd. Os resultados farmacológicos mostraram que o tratamento prévio com WAY-100635 na SCPd bloqueia o efeito de tipo panicolítico observado após a administração de WAY-100635 nas asas laterais, sem interferir na tarefa de esquiva inibitória no LTE. Por outro lado, o tratamento prévio com SB-242084 no BLA bloqueou o efeito ansiogênico observado após a administração de WAY-100635 no DRD, sem interferir na resposta de fuga no LTE. Este resultado também foi confirmado em outro teste relacionado à ansiedade, o teste de transição claro-escuro. As manipulações farmacológicas no DRC apontaram para o não envolvimento deste subnúcleo na modulação de respostas associadas à ansiedade e ao pânico. Nossos resultados sugerem ainda que as vias asas laterais- SCPd e asas laterais-dmHIP modulam comportamentos de defesa associados ao pânico, enquanto a via DRD-BLA está relacionada à modulação das respostas relacionadas à ansiedade. / A wealth of evidence indicates that the dorsal raphe nucleus (DR) is a heterogeneous structure, composed of anatomically and functionally distinct populations of serotonergic neurons, which have been differently implicated in the pathophysiology of anxiety. Evidences from our group showed that serotonergic neurotransmission activation via dorsomedial subnucleus (DRD) of the DR facilitated inhibitory avoidance acquisition, suggesting an anxiogenic effect, and inhibited escape expression, a panicolytic-like effect in the elevated T maze (ETM). On the other hand, in the ETM, activation of the lateral wings (lwDR) of the DR only altered escape response, a panicolytic-like effect. These findings support that different DR serotonergic pathways regulate anxiety and panic-like behaviors. The present study aimed to investigate whether the lwDR send serotonergic projections to the dorsal periaqueductal gray (dPAG), a key structure in the modulation of panic-related behaviors, through the anterograde neurotrace technique. Next, we evaluated, through pharmacological manipulations, the role of this pathway in the modulation of defensive responses evaluated in the ETM. We extend this pharmacological investigation to the dorsomedial hypothalamus (dmHIP), another key structure in the evocation of panic-related behaviors. In addition, we investigated the role of the serotonergic pathway from the DRD to the basolateral nucleus of amygdala (BLA) in the elicitation of defensive behaviors in the ETM and in the light-dark transition test. Based on previous studies from our group that show that inhibitory avoidance task in the ETM activates the caudal subnucleus (DRC) of the DR, we performed the first behavioral observations in the ETM after the pharmacological manipulations of this DR subnucleus. First, we labeled the lwDR to dPAG pathway using the anterograde tracer non-fluorescent biotinylated dextran amine and performed an immunostaining for the enzyme tryptophan hydroxylase. Next, we investigated the effect of the microinjection of the selective 5-HT1A antagonist WAY-100635 in the lwDR of rats that have received previous administration of the same drug in the dPAG. Previous data from our group showed that the administration of WAY-100635 in the DR, without differentiating subnuclei, promotes panicolytic effect in the ETM, and this effect was blocked by the 5-HT1A receptors antagonism in the dPAG. Our hypothesis is that the antagonism of 5-HT1A receptors in the lwDR results in an increase in the release of serotonin (5-HT) in the dPAG, promoting the panicolytic effect. Therefore, WAY- 100635 previously administered in dPAG would block the panicolytic effect observed in the escape task in the ETM. We extended this pharmacological investigation, also using WAY-100635, to dmHIP. In the next step, based on previous immunohistochemistry results from our group that show that the inhibitory avoidance task, but not the escape response, activates the DRC, we investigated the behavior of rats submitted to the ETM after the pharmacological manipulation of the 5-HT1A receptors in this subnucleus. We expected that the microinjection of WAY-100635 in the DRC would facilitate the inhibitory avoidance acquisition, whereas the administration of the selective 5-HT1A agonist 8-OH-DPAT would hinder this task in the ETM. At a later stage, we investigated whether the anxiogenic effect observed after administration of WAY-100635 in the DRD is dependent on activation of 5-HT2C receptors in the BLA. Our group has shown that the administration of 5-HT in the BLA promotes an anxiogenic effect in the ETM, and this effect was blocked by the 5- HT2C receptor antagonist, SB-242084. To answer these questions, we microinjected WAY-100635 in the DRD of rats that received prior administration of SB-242084 in the BLA. Thus, if 5-HT1A receptor antagonism in the DRD results in an increase of 5- HT released in the BLA, we expected that SB-242084 administered in the BLA blocks the anxiogenic effect in the LTE. Our results showed that the lwDR send serotonergic projections to the dPAG. The pharmacological results showed that previous treatment with WAY-100635 in the dPAG or dmHIP blocked the panicolytic-like effect observed after WAY-100635 administration in the lwDR, without interfering in the inhibitory avoidance response in the ETM. On the other hand, previous treatment with SB-242084 in the BLA blocked the anxiogenic effect observed after WAY- 100635 administration in the DRD, without interfering in the escape response in the ETM. The later result was also confirmed in another anxiety-related test, the light/dark transition test. The results of the pharmacological manipulations of the DRC do not support an involvement of this subnucleus in the modulation of defensive responses associated with anxiety and panic. Our results suggest that lwDR-PAG and lwDR-dmHIP pathways modulate panic-like defense behaviors while DRD-BLA pathway is implicated in the modulation of anxiety responses.

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No. of bitstreams: 1 DissEMFC.pdf: 1127581 bytes, checksum: a37fcb5548575f25ebe36ee92d664535 (MD5) Previous issue date: 2014-05-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neuropathic pain is a type of chronic pain that can causes comorbidities such as generalized anxiety and depression, and, consequently, it produces considerable damage to the quality of life of affected people. Despite it being refractory to most conventional pharmacological treatments, studies evidence that serotonergic drugs, like antidepressants, are effective in treatment of this type of pain. Serotonin is a neurotransmitter with an important role in the modulation of nociceptive stimuli as well as the behaviors related to fear and anxiety. There is evidence that aversive situations, such as predator exposure may cause antinociception as a defensive reaction. Thus, several studies have demonstrated that fear or anxiety stimulus can cause antinociception and the serotonin (5-HT) produces this antinociceptive effect in structures of the central nervous system, such as the periaqueductal gray matter (PAG). In this sense, studies from our group demonstrate that activation of 5-HT2C receptors in PAG is involved in anxiolytic effects and in fear and anxiety-induced antinociception in mice exposed to the elevated plus maze. However, it is unknown what the role of PAG serotonergic receptors in the modulation of antinociception induced by exposure to predator (rat). Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of activation of 5-HT2C receptors of PAG on the antinociception and defensive behaviors in mice submitted to sciatic nerve constriction. For this, Swiss-albino male mice were submitted to sciatic nerve constriction on the first day of the experiment and, seven days later, they received implantation of guide cannula in the PAG. Four days after stereotactic surgery, mice received intra-PAG injection of vehicle or mK212 and were exposed to the predator. The test consisted of two phases: a) habituation to the apparatus for 10 minutes for 3 consecutive days, which started the next day after stereotactic surgery; b) exposure to predators or neutral stimulus for 10 minutes. The analysis of variance (ANOVA) of three factors (condition x stimulation x treatment) showed that chronic constrition injured (CCI) mice exhibited increased of scratching behavior, that is indicative of chronic pain. The exposure of these animals to the predator (rat) produced antinociception in CCI mice and increased behaviors related to fear and anxiety such as time spent in protected area and total number of stretched attend posture (SAP) and decreased time of contact with the grid, when compared to mice exposed to neutral stimulus (toy rat). Treatment with mK212 intra-PAG (0.21 and 0.63 nmol) produced no significant change in antinociception and fear and anxiety assessed during exposure to rat. However, the mK212 0.21nmol dose treatment increased scratching behavior, indicating hyperalgesia in CCI mice exposed to toy rat. Thus, we suggest that 5-HT2C receptors of PAG appear to modulate differently this type of antinociception and fear and anxiety in mice. However, further studies should be conducted using more selective subtypes of serotonergic receptors and perhaps other models of nociception to enlarge and clarify the role of 5-HT2C receptors in the processes that modulate antinociception induced by aversive stimuli. / A dor neuropática é um tipo de dor crônica que pode ocasionar comorbidades como a ansiedade e a depressão e, consequentemente, grandes prejuízos a qualidade de vida da população atingida. Apesar de ser refratária a maioria dos tratamentos farmacológicos convencionais, há estudos que descrevem a eficácia dos medicamentos que atuam na transmissão serotonérgica, como os antidepressivos, no tratamento da dor neuropática. A serotonina é um neurotransmissor com papel importante na modulação dos estímulos nociceptivos, assim como dos comportamentos relacionados ao medo e a ansiedade. Há evidências de que situações aversivas, como a exposição ao predador, podem causar antinocicepção como reação defensiva. Dessa forma, vários trabalhos têm demonstrado que situações de geram medo/ansiedade, podem inibir a nocicepção e a serotonina (5-HT) produz esse efeito antinociceptivo em estruturas do sistema nervoso central, tais como a substância cinzenta periaquedutal (SCP). Neste sentido, estudos do nosso grupo mostraram que a ativação dos receptores 5-HT2C da SCP está envolvida nos efeitos ansiolíticos e na antinocicepção induzida pelo medo/ansiedade observados em camundongos expostos ao labirinto em cruz elevado. Entretanto não se conhece qual o papel desses receptores da SCP na modulação da antinocicepção induzida pela exposição ao predador (rato) em camundongos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da ativação dos receptores 5-HT2C da SCP, sobre a antinocicepção e as respostas defensivas em camundongos submetidos a constrição do nervo ciático. Para isso, camundongos machos Suiço-albinos foram submetidos a constrição do nervo ciático (CNC) no primeiro dia do experimento e, sete dias depois, receberam implantação de cânula guia na SCP. Quatro dias após a estereotaxia, os camundongos receberam microinjeção de veículo ou mK212 e foram expostos ao predador. O teste consistiu em duas fases: a) habituação ao aparato, durante 10 minutos, por 3 dias consecutivos, iniciado no dia seguinte após a estereotaxia; b) exposição ao predador ou ao estímulo neutro durante 10 minutos. Os resultados obtidos após passarem pela análise de variância (ANOVA) de três fatores (condição x estímulo x tratamento), mostraram que os camundongos que passaram por CNC exibiram aumento do reflexo de coçar, comportamento indicativo de dor crônica. A exposição desses animais ao predador (rato) produziu antinocicepção nos camundongos CNC e aumentou os comportamentos relacionados ao medo/ansiedade tais como, tempo de permanência na área protegida e em contato com a grade e frequência de esticar, quando comparados aos camundongos expostos ao estímulo neutro (rato de brinquedo). O tratamento intra-SCP com mK212 (0,21 e 0,63nmol) não produziu alterações significativas na antinocicepção e no medo/ansiedade avaliados durante a exposição ao rato. Entretanto, apenas a menor dose de mK212 (0,21nmol) foi capaz de aumentar o reflexo de coçar, produzindo hiperalgesia nos camundongos CNC expostos ao estímulo neutro. Desta forma, sugerimos que os receptores 5-HT2C da SCP parecem modular de forma diferenciada este tipo de antinocicepção e medo/ansiedade em camundongos. Porém novos estudos devem ser realizados, utilizando subtipos de receptores mais seletivos e talvez outros modelos de nocicepção para ampliar e esclarecer o papel dos receptores 5-HT2C nos processos que modulam a antinocicepção induzida por estímulos aversivos.

Evidências na literatura apontam o núcleo basolateral do complexo amigdalóide como uma estrutura importante na elaboração e controle das respostas defensivas. O sistema serotonérgico é um dos tantos sistemas de neurotransmissão que estão envolvidos nessas respostas. Dentre os diferentes subtipos de receptores serotonérgicos existentes, os do tipo 5-HT2C é um dos mais estudados com relação à mediação dos processos de ansiedade. A estimulação de receptores 5-HT2C tem efeito do tipo ansiogênico em diferentes modelos animais de ansiedade. Porém, não se conhece ainda a real participação desses receptores localizados no núcleo basolateral do complexo amigdalóide sobre as respostas de esquiva e fuga geradas no labirinto em T elevado relacionas, respectivamente, com ansiedade generalizada e pânico. Assim, o presente trabalho teve por objetivo verificar o papel dos receptores serotonérgicos do tipo 5-HT2C do núcleo basolateral do complexo amigdalóide na modulação das respostas defensivas associadas à ansiedade generalizada e ao pânico. Foram realizadas injeções bilaterais intra-núcleo basolateral do agonista endógeno serotonina, do agonista preferencial de receptores 5-HT2C MK-212 ou do antagonista seletivo desses receptores SB242084 em ratos submetidos ao teste do labirinto em T elevado e teste de transição claro-escuro. Os resultados mostram que a administração do agonista endógeno serotonina e do agonista de receptores do tipo 5-HT2C MK-212 promove uma facilitação na aquisição da esquiva inibitória em ratos testados no labirinto em T elevado. A administração dos agonistas também diminui o tempo gasto pelos animais no compartimento claro da caixa claro-escuro, também sugerindo um efeito do tipo ansiogênico. Por outro lado, a administração local do antagonista dos receptores 5-HT2C SB-242084 prejudica tal resposta. Esse mesmo tratamento não altera a resposta no teste de transição claro-escuro. A administração prévia de SB-242084 é capaz de bloquear o efeito ansiogênico promovido pela serotonina. Nem a ativação nem o bloqueio desses receptores exerceu efeito sobre a resposta de fuga. Em suma, nossos resultados sugerem que os receptores 5-HT2C do núcleo basolateral do complexo amigdalóide têm papel regulatório sobre a resposta de esquiva inibitória, mas não sobre a resposta de fuga gerada no labirinto em T elevado. / A wealth of evidence highlights the importance of serotonergic mechanisms within the basolateral nucleus of the amygdala for the regulation of defensive responses. However, conflicting evidence exists on the role of played by different 5-HT receptor subtypes such as 5-HT1A, 5-HT2A and 5-HT2C receptors in this process. For instance, previous studies show that whereas activation of the former two subtypes causes anxiolytic-like effect in the elevated T-maze, stimulation of 5-HT2C receptors has anxiogenic consequences in different animal models of anxiety. In this study we further explored the role played by 5-HT2C receptors of the basolateral nucleus of the amygdala in the regulation of defensive behaviors that have been associated with generalized anxiety and panic. The results showed that bilateral injection of the endogenous agonist serotonin or the 5-HT2C receptor agonist MK-212 facilitates inhibitory avoidance acquisition in rats tested in the elevated T-maze. Both drugs decreased the time spent by the animals in the light compartment of a light-dark box, also suggesting an anxiogenic-like effect. On the other hand, local administration of the 5-HT2C receptor antagonist SB-242084 impaired inhibitory avoidance acquisition in the elevated T-maze, but was without effect upon the behaviors measured in the light-dark transition test. Previous administration of SB-242084 blocked the anxiogenic effect of serotonin on inhibitory avoidance acquisition in the T-maze. Neither the blockade nor the activation of 5-HT2C receptors of the basolateral nucleus of the amygdala affected escape performance in the elevated T-maze. In summary, the results obtained in the present study are indicative that 5-HT2C receptors in the basolateral nucleus of the amygdala are selectively involved in the regulation of defensive behaviors that are associated with generalized anxiety but not panic disorder.