Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Phenolic compouds and their derivatives constitute a leading family of natural compounds. Caffeic acid (CA) and caffeic acid phenethyl ester (CAPE) are the important members of phenolic compound, sharing several biological applications; antioxidant, neuroprotective, anti-inflammatory, antiproliferative, antibacterial, antiviral, antiatherosclerotic and anticancer properties. In spite of these, literature reportes some of its pro-oxidants activity depending on cellular environment. These pathophysiolocal properties increased the interest to evaluate the effect of CA and CAPE on the enzyme evolved in the purines salvage and the acetylcholine hydrolyzing enzyme the acetylcholineterase (AChE); in both PNS and CNS, since the essential constituent of our dietary items. Previously, our research group has reported that phenolic compound altered the activities of these enzymes. The AChE rapidly hydrolyzes the acetylcholine in neuronal and non neuronal tissues, mediating several neurodegenerative diseases. Beside the ACh, ATP (as co-neurotramittors) and adenosine are important signaling molecules, communicating cells in both PNS and CNS. In the extracellular signalling pathways; the adenine nucleotides, their derivative and the coupling of these molecules with specific receptor have a crucial role in nervous, vascular and immune systems. Once released, these molecules are hydrolyzed by a cascade of enzymes including ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDase; E.C. 3.6.1.5, CD39), 5 -nucleotidase (E.C 3.1.3.5, CD73), ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase (E-NPP), modulating crucially the signaling pathways in the normal functioning of nervous, vascular and immune systems. Next, adenosine deaminase (ADA) and xanthin oxidase (XO) degrade the adenosine and xanthine respectively which further control the functioning mechanisms in cellular events. Found in the neuronal and non neuronal (in both PNS and CNS) the AChE, NTPDase, 5'-nucleotidase, E-NPP, and ADA regulate several events including neurotransmission, inflammation, and thrombogenic process. We hypothesized to evaluate first the in vitro effects of CA on AChE activity in peripheral and central cholinergic system of rats. The results showed that CA significantly modulated the cholinergic system in vitro. By modulating the cholinergic system in vitro, apparently CA (e.g. phenolic structure) has proper role in neurotransmission. Therefore we hypothesizes to evaluate the in vivo effects of CA on AChE, NTPDase, E-NPP, 5'-nucleotidase, platelets aggregation and (ADA) in different tissues/cell from rats. The animals were treated during 30 days and killed after behavioral test. The results showed that caffeic acid increased significantly the AChE activity in hippocampus, hyphothalmus, pon and lymphocytes while that in cortex, cerebellum and striatum the AChE was inhibited. CA improves step-down latencies in the inhibitory avoidance. Investigating the in vivo effects of CA in purinergic system, caffecid acid increased the ATP and AMP hydrolysis in synaptosomes. However, in the synaptosomes no alterations were observed in the ADA activity in the groups evaluated in this study. CA increased the ATP and AMP hydrolysis, while the ADP hydrolysis was decreased in platelets. In the present findings caffeic acid decreased the platelets aggregation induced by ADP agonist. Treatment with CA also increased the NTPDase and ADA activities in lymphocytes of rats. Considering the dual function of caffeic acid in vitro and in vivo, the present study was extended to CAPE followed by acute treatment model (ip) in order to elucidate the effect of another phenolic structure on the same parameters. In this line the animals were treated (ip) with CAPE and killed after 40 minutes. In platelets, the results showed that the effect of CAPE increased the NTPDase, E-NPP, 5 -nucleotidase activities, while ADA activities did not change significantly. In synaptosomes CAPE significantly inhibited the NTPDase, and 5 -nucleotidase activity. CAPE induced no significant changes in ADA in synaptosomes but reduced XO in whole brain. Finaly we investigated the activity of AChE in cortex, cerebellum, striatum, hippocampus, hyphotalamus, pon, lymphocytes and muscules of rats treated with CAPE. The results showed that CAPE significantly decreased the AChE activity in cortex cerebellum and striatum. CAPE significantly increased the AChE activity in hippocampus hypothalamus, pons, muscle and lymphocytes. In cholinergic system our results clearly demonstrating that both compound with dual functions.These findings demonstrated that the AChE activities and the cascade of ecto-enzymes was alter in different tissues after treatment with CA and CAPE in rats, suggesting that these compound should be considered a potentially therapeutic agent in immune, vascular and neurological disorders related with the cholinergic purinergic system. / Os compostos fenólicos e seus derivados constituem uma importante família de compostos naturais. O ácido cafeico (AC) e o éster fenetil do ácido cafeico (CAPE) são membros importantes dessa família e compartilham algumas aplicações biológicas, tais como: antioxidante, neuroprotetor, antiinflamatório, antiproliferativo, antibacteriano, antiviral, antiaterosclerótico e anticancerígeno. Entretanto, a literatura relata algumas atividades pró-oxidantes, dependendo do ambiente celular. Devido a estas propriedades patofisiológicas, aumentou o interesse com o objetivo de avaliar o efeito de CA e CAPE sob as atividades das enzimas purinérgicas e da acetilcolinesterase (AChE), tanto no Sistema Nervoso Periférico (SNP) como no Sistema Nervoso Central (SNC). Previamente, nosso grupo de pesquisa relatou que o composto fenólico tem a capacidade de alterar as atividades dessas enzimas. A AChE rapidamente hidrolisa a acetilcolina (ACh) em tecidos neuronais e não neuronais, mediando algumas doenças neurodegenerativas. Ao lado da ACh, o ATP (como coneurotransmissor) e adenosina são importantes moléculas sinalizadoras, comunicando as células em ambos os SNP e do SNC. Nas vias de sinalização extracelulares, os nucleotídeos de adenina e seus derivados podem ser acoplados a receptores específicos e desse modo ter um papel crucial no sistema nervoso, sistema vascular e imune. Uma vez liberadas, estas moléculas são hidrolisadas por uma cascata de enzimas incluindo a ectonucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (NTPDase; EC 3.6.1.5, CD39), 5'- nucleotidase (EC 3.1.3.5, CD73), ectonucleotideo pirofosfatase/fosfodiesterase (E-NPP), modulando definitivamente as vias de sinalização do funcionamento normal do sistema nervoso, sistema vascular e imune. Além disso, a adenosina deaminase (ADA) e a xantina oxidase (XO) degradam a adenosina e a xantina, respectivamente, as quais controlam o funcionamento de mecanismos em eventos celulares. As enzimas encontradas em tecidos neuronais e não neuronais como a AChE, a NTPDase, a 5'-nucleotidase, a E-NPP e a ADA regulam eventos celulares incluindo a neurotransmissão, inflamação e processos trombogênicos. Com essas informações, nós introduzimos a hipótese de avaliar primeiramente os efeitos in vitro de CA na atividade da AChE periférica e no sistema central colinérgico de ratos. Os resultados demonstraram que o CA modula significativamente o sistema colinérgico no estudo in vitro. Essa modulação demonstra aparentemente que o CA (estrutura fenólica) possui propriedades de ação que altera a neurotransmissão. Portanto, a hipótese de se avaliar os efeitos in vivo de CA na atividade da AChE, NTPDase, E-NPP, 5'-nucleotidase, ADA e da agregação de plaquetas em diferentes tecidos de ratos tornou-se evidente. Para esse estudo, os animais foram tratados durante 30 dias e sacrificados após o teste comportamental. Os resultados do experimento demonstraram que o CA aumentou significativamente a atividade da AChE em hipocampo, hipotálamo, ponte e nos linfócitos, enquanto que no córtex cerebral, cerebelo e estriado a AChE foi inibida. No teste comportamental o CA teve evolução de melhora na latência de passos da esquiva inibitória. A investigação dos efeitos in vivo do CA no sistema purinérgico demonstrou aumento na hidrólise de ATP e AMP em sinaptossomas. Entretanto, não foram observadas alterações significativas na atividade da ADA em sinaptossomas dos grupos avaliados neste estudo. Em plaquetas, o CA aumentou significativamente a hidrólise de ATP e AMP, enquanto que a hidrólise de ADP foi diminuída nesse tecido. No presente estudo o CA reduziu significativamente a agregação de plaquetas induzida pelo agonista ADP. Além disso, o tratamento com CA aumentou significativamente as atividades da NTPDase e da ADA em linfócitos de ratos. Considerando a dupla função de CA, in vitro e in vivo, o presente estudo foi estendido para CAPE seguindo o modelo de tratamento agudo pela via intraperitoneal (ip) com o objetivo de elucidar o efeito de uma segunda estrutura fenólica sobre os mesmos parâmetros. Nesta linha de pesquisa, os animais foram tratados ip com CAPE e eutanasiados após 40 minutos. Em plaquetas, os resultados demonstraram que o CAPE aumentou significativamente a atividade da NTPDase, E-NPP e 5'-nucleotidase, enquanto que a atividade da ADA não foi alterada significativamente. Em sinaptossomas, o CAPE inibiu significativamente a atividade da NTPDase e da 5'-nucleotidase. O CAPE não induziu alterações significativas na atividade da ADA em sinaptossomas, mas reduziu significativamente a atividade da XO em todo o cérebro. Finalmente, nós investigamos a atividade da AChE no córtex cerebral, cerebelo, estriado, hipocampo, hipotálamo, ponte, linfócitos e músculos de ratos tratados com CAPE. Os resultados demonstraram que CAPE diminuiu significativamente a atividade da AChE em córtex cerebral, cerebelo e estriado. O CAPE aumentou significativamente a atividade da AChE em hipotálamo, hipocampo, ponte, músculo e linfócitos. No sistema colinérgico, nossos resultados demonstram claramente que ambos os compostos possuem dupla função. Estes resultados demonstram que as atividades da AChE e da cascata das ecto-enzimas foram alteradas em diferentes tecidos após o tratamento com CA ou CAPE em ratos, sugerindo que estes compostos devem ser considerados agentes com potencial terapêutico em doenças imunes, vasculares e neurológicas relacionadas com o sistema colinérgico e purinérgico.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Alzheimer s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder, mainly characterized by memory and intellectual capacity loss. AD is characterized by deposition of amyloid-β peptide, neurofibrillary tangles, neuroinflammation, energy metabolism impairment, oxidative stress and synaptic dysfunction and loss. Its multiple pathological pathways contribute to the difficulty of AD treatment and prevention. Thus, the development of new therapies for AD curing or treatment is a challenge. The purpose of this study was to indicate an organoselenium moiety, p,p -dimethoxyl-diphenyl diselenide [(MeOPhSe)2], as a promising alternative for the treatment and prevention of sporadic dementia of Alzheimer-type (SDAT), using an experimental model of dementia induced by intracerebroventricular (i.c.v.) injection of streptozotocin (STZ) in rodents. Initially, it was investigated the prophylactic action of (MeOPhSe)2. For this, mice were treated with (MeOPhSe)2 (25 mg/kg, by gavage) and STZ (2μl of 2,5mg/ml solution; i.c.v.) or vehicles, and 48h after that, the treatment was repeated. The tasks of step-down-type passive-avoidance (SDPA), Y-maze and Morris water-maze (MWM), that followed this treatment, showed that (MeOPhSe)2 protected against the impairment in learning and memory caused by i.c.v. injection of STZ in mice. (MeOPhSe)2 protected against the increase in reactive species (RS) and the reduction of glutathione (GSH) levels, as well as modulated the antioxidant enzymes. (MeOPhSe)2 inhibited the acetylcholinesterase (AChE) activity, which was increased by STZ. Subsequently, it was investigated the effectiveness of (MeOPhSe)2 in reversing the cognitive impairment and neuronal damage induced by STZ. Therefore, rats were injected with STZ (1.0 mg/8μl; 4μl/ventricle) twice, 48h apart. After 21 days of STZ injection, regular diet fed rats were supplemented with 10ppm of (MeOPhSe)2 during 30 days. At the end of this period, it was observed that (MeOPhSe)2 dietary supplementation reversed STZ-induced memory impairment in MWM, SDPA and object recognition tasks. The results on SDPA and object recognition tasks demonstrated that the (MeOPhSe)2 improved memory in rats per se. STZ enhanced the RS and protein nitration levels in cortex and decreased GSH levels on hippocampus of rats, (MeOPhSe)2 reversed these alterations. (MeOPhSe)2 normalized AChE activity (which was enhanced by STZ) in both cortex and hippocampus, but did not reverse the deficit in cerebral glucose metabolism (ATP turnover was decrease by STZ). (MeOPhSe)2 was effective in reducing STZ-induced neuronal (apoptosis) loss. Moreover, (MeOPhSe)2 suppressed neuroinflammation induced by STZ in the rats hippocampus. The organoselenium inhibited activation of microglia and astrogliosis. Based on these results, it was concluded that: 1) (MeOPhSe)2 protected and reversed the cognitive abilities decline; 2) the mechanisms involved in the neuroprotective effect of (MeOPhSe)2 are: antioxidant, AChE inhibitor; inflammation suppressor; 3) (MeOPhSe)2 did not alter the energy metabolism; and 4) (MeOPhSe)2 reduced the neuronal death. Therefore, the present study demonstrated that (MeOPhSe)2 is a promising alternative for the drug studies for treatment of cognitive disorders such as SDAT. / A doença de Alzheimer (DA) é uma síndrome neurodegenerativa progressiva caracterizada principalmente por uma perda da memória e da capacidade intelectual. Ela é caracterizada pelo depósito de fragmentos β-amilóides; emaranhados neurofibrilares; neuroinflamação; déficit do metabolismo energético; estresse oxidativo e deficiência da neurotransmissão. As múltiplas vias patológicas da DA dificultam sua prevenção e tratamento. Logo, o desenvolvimento de novas terapias para a DA é um desafio. Por esta razão, este trabalho procurou apontar uma nova molécula orgânica contendo selênio, o disseleneto de p-metoxi fenila [(MeOPhSe)2], como uma alternativa promissora para o tratamento e prevenção da demência decorrente da DA (DEDA), usando um modelo experimental de demência induzida pela injeção intracerebroventricular (i.c.v.) de estreptozotocina (ETZ) em roedores. Inicialmente, avaliou-se o efeito profilático do (MeOPhSe)2. Para tal, camundongos receberam uma dose oral do organoselênio (25mg/kg, gavage) 30 minutos antes da ETZ (2μl de uma solução 2,5mg/ml), esse procedimento foi repetido 48horas depois. Os testes da esquiva passiva, do labirinto em Y e aquático de Morris, que sucederam esse tratamento, revelaram que o (MeOPhSe)2 protegeu os camundongos do prejuízo cognitivo induzido pela ETZ. O (MeOPhSe)2 protegeu o tecido cerebral do aumento das espécies reativas (ER) e da diminuição dos níveis de glutationa (GSH) induzidos pela ETZ, assim como modulou a atividade de enzimas antioxidantes. O (MeOPhSe)2 inibiu a atividade da acetilcolinesterase (AChE), a qual foi estimulada pela ETZ. Posteriormente, investigou-se a efetividade do (MeOPhSe)2 em reverter o prejuízo cognitivo e os danos neuronais induzidos pela ETZ. Para isso, a ETZ foi injetada nos ratos (1μg/8μl, 4μl/ventrículo) em 0 e 48horas. Passados 21dias, iniciou-se uma suplementação dietética com 10ppm de (MeOPhSe)2 durante 30dias. Ao final deste período, observou-se que o (MeOPhSe)2 restaurou as habilidades cognitivas prejudicadas pela ETZ nos ratos, nos testes do labirinto aquático de Morris, esquiva passiva e reconhecimento do objeto. Os resultados referentes aos testes do reconhecimento do objeto e da esquiva passiva apontaram que o (MeOPhSe)2 melhorou per se a memória dos ratos. A ETZ aumentou os níveis de ER e de nitração de proteínas no córtex e diminuiu os níveis de GSH no hipocampo dos ratos, o (MeOPhSe)2 reverteu estas alterações. O organoselênio inibiu a atividade da AChE (aumentada pela ETZ) tanto no córtex como no hipocampo dos ratos, mas não modulou o metabolismo da glicose (ETZ diminuiu ATP-turnover). O (MeOPhSe)2 evitou a perda neuronal (apoptose) e inibiu os eventos neurodegenerativos (ativação da caspase-3) induzidos pela ETZ. O (MeOPhSe)2 suprimiu a neuroinflamação induzida pela ETZ no hipocampo dos ratos. O organoselênio inibiu a ativação das células gliais e astrócitárias. Baseado nestes resultados, conclui-se que: 1) O (MeOPhSe)2 protegeu e reverteu o declínio das habilidades cognitivas; 2) Os mecanismos envolvidos no efeito neuroprotetor do (MeOPhSe)2 são: antioxidante; inibidor da AChE; supressor da neuroinflamação; 3) O (MeOPhSe)2 não altera o metabolismo energético; e 4) O (MeOPhSe)2 reduziu a morte neuronal. Assim sendo, este trabalho demonstrou que o (MeOPhSe)2 é uma alternativa promissora para o estudo de drogas para o tratamento de desordens cognitivas como a DEDA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, the effects of Aluminium (Al) and of different diets, both individually and in association, were investigated through the determination of NTPDase, 5 -nucleotidase and acetylcholinesterase (AChE) activities in rat brain. In addition, we investigated said effects on oxidative stress by determining activity of the antioxidant enzyme catalase as well as lipid peroxidation by measuring TBARS levels. Male rats were exposed to Al (50 mg/kg/day) by gavage during three months. NTPDase and 5 -nucleotidase activities were then determined in synaptosomes of cerebral cortex and hippocampus, as well as in platelets. ATP, ADP and AMP hydrolysis was increased in both synaptosomes of cerebral cortex and hippocampus, as well as in platelets. AChE activity and TBARS levels were determined in homogenate of different brain structures in mice exposed to Al (2.7 mg/kg/day) by gavage during three months. The group that received Al+sodium citrate presented an increase in AChE activity in hippocampus, striatum, cortex and hypothalamus. On the other hand, the group that received only Al presented a decrease in AChE activity in hypothalamus and an increase in striatum. Moreover, AChE was determined in S1 of different brain structures, synaptosomes of cerebral cortex and erythrocytes of male rats exposed to Al (50 mg/kg/day) by gavage during three months. There was an increase in AChE activity in S1 of striatum and hypothalamus and in synaptosomes of cerebral cortex and erythrocytes. However, in S1 of cerebellum, hippocampus and cortex there was a decrease. In addition, the effect of diets rich in saturated fat and refined sugar on AChE activity in homogenate of different brain structures, on catalase activity in liver and on TBARS levels in plasma and liver were determined in female and male rats. There was a decrease in AChE activity in hippocampus, cortex and hypothalamus of male and female rats given both a diet rich in saturated fat and a diet rich in refined sugar. There was no alteration of AChE activity in cerebellum and striatum. For both diets, catalase activity was increased in liver of male and female rats. In addition, considering the alterations brought about by the individual exposure to both environmental factors, Al and diets, the effect of the association of both factors was evaluated. Thus, after a period of three months of exposure to both Al (50 mg/kg/day) by gavage and diets rich in saturated fat and saturated/polyunsaturated fat ad libitum, NTPDase and 5 -nucleotidase activities were determined in synaptosomes of cerebral cortex and platelets of rats. Animals receiving both diets in association with Al and Al/Ci presented an increase in ATP, ADP and AMP hydrolysis in synaptosomes of cerebral cortex and platelets. The results obtained in the present study demonstrate that exposure to both environmental factors, Al and diets rich in saturated fat and refined sugar, either individually or in association, affected the purinergic and cholinergic systems and caused oxidative stress in rats. / Neste estudo, investigamos os efeitos do alumínio (Al) e de diferentes dietas, individualmente e em associação, através da determinação da atividade das enzimas NTPDase, 5 -nucleotidase e acetilcolinesterase (AChE) no encéfalo de roedores. Adicionalmente, investigamos o estresse oxidativo, através da atividade da enzima antioxidante catalase, e a peroxidação lipídica pela medida dos níveis de TBARS. Ratos machos foram expostos ao Al (50 mg/kg/dia) através de gavagem, por um período de 3 meses. Após o tratamento, foi determinada a atividade das enzimas NTPDase e 5 -nucleotidase em sinaptossoma de córtex cerebral, hipocampo e plaquetas. A hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP foi aumentada, nas frações sinaptossomais de córtex cerebral e hipocampo bem como nas plaquetas. A atividade da AChE e os níveis de TBARS foram determinados em homogeneizado de diferentes estruturas cerebrais de camundongos expostos ao Al (2,7 mg/kg/dia), através de gavagem, por um período de 3 meses. Quanto à atividade da AChE, o grupo que recebeu Al+citrato de sódio apresentou um aumento da atividade desta enzima em hipocampo, estriado, córtex e hipotálamo. Já o grupo que recebeu só Al apresentou uma diminuição da atividade em hipotálamo e um aumento em estriado. Além disto, a atividade da AChE foi determinada em S1 de diferentes estruturas cerebrais, sinaptossoma de córtex cerebral, e em eritrócitos de ratos machos expostos à Al (50 mg/kg/dia), através de gavagem, por 3 meses. A atividade da AChE apresentou um aumento em S1 de estriado e hipotálamo, e em sinaptossoma de córtex cerebral e eritrócitos. Porém, em sobrenadante (S1) de cerebelo, hipocampo e córtex houve uma diminuição. Adicionalmente, foi determinado o efeito de dietas ricas em gordura saturada e açúcar refinado sobre a atividade da enzima AChE em homogeneizado de diferentes estruturas encefálicas, e atividade da enzima catalase em fígado, e os níveis de TBARS em plasma e fígado de ratos machos e fêmeas. A atividade da AChE em hipocampo, córtex e hipotálamo de ratos machos e fêmeas foi diminuída, após exposição a ambas as dietas, rica em gordura e rica em açúcar. Nas estruturas cerebelo e estriado não houve alteração na atividade da AChE. Após o consumo de ambas as dietas, a atividade da enzima catalase foi aumentada em fígado de ratos machos e fêmeas. Adicionalmente, considerando todas as alterações ocasionadas pela exposição individual aos fatores ambientais, Al e dietas, foi avaliado o efeito da associação entre esses dois fatores. Dessa forma, após um período de 3 meses de exposição conjunta ao Al (50 mg/kg/dia) através de gavagem e o consumo ad libitum de dietas ricas em gordura saturada e gordura saturada/poliinsaturada, foram determinadas a atividade das enzimas NTPDase e 5 - nucleotidase em sinaptossomas de córtex cerebral e plaquetas de ratos. Os animais que receberam ambas as dietas administradas em conjunto com Al e Al/Ci apresentaram um aumento na hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP, em sinaptossoma de córtex cerebral e plaquetas. Os resultados obtidos no presente estudo relatam que a exposição de roedores a ambos os fatores ambientais Al e dietas ricas em gordura saturada e açúcar refinado, individualmente e em conjunto, afetam os sistemas purinérico e colinérgico, e causam estresse oxidativo.

Ratos Wistar machos adultos jovens (6 meses) e velhos (24-25 meses) foram alocados em treinamentos de endurance (corrida em esteira) ou resistido (escalada em grade) durante 6 semanas e comparados a controles sedentários (n=6). Ao final, músculos dos membros posteriores (sóleo e gastrocnêmio) foram analisados por histogramas e atividade total da enzima acetilcolinesterase (AChE). Na medula espinhal lombar, motoneurônios (MN) foram contados, bem como astrócitos da substância cinzenta marcados com GFAP. Densidades ópticas foram medidas nos cornos ventral (CV) e dorsal (CD) para CGRP-ir (MN e CD), AChE e 5-HT-ir (CV e CD). Para histogramas, dados foram analisados usando-se MANOVA e post hoc de Tukey. Os demais dados foram analisados usando-se ANOVA de 1 via e post hoc de Duncan. Resultados: histogramas de ratos jovens mostraram perfis de distribuição distintos após corrida (predominância de fibras de médio diâmetro) ou escalada (predominância de fibras de grande diâmetro) no músculo gastrocnêmio, mas não no sóleo. O perfil de predominância de fibras de pequeno diâmetro observado em ratos velhos sedentários foi igualmente revertido por corrida ou escalada, mas ratos velhos apresentaram limitado aumento de fibras de maior diâmetro. Tanto corrida quanto escalada diminuíram a atividade da AChE muscular. A medula espinhal de animais velhos apresentou menor número de MN e aumento do número de astrócitos. Tanto corrida quanto escalada reduziram a astrogliose no CV, mas não no CD. Ratos velhos mostraram aumento da CGRP-ir em MN, mas nenhum treinamento alterou a CGRP-ir em MN ou no CD. Tanto corrida quanto escalada aumentaram a AChE no CV em todos os grupos treinados. A escalada diminuiu AChE no CD e 5-HT-ir no CV. Nos ratos jovens, a corrida elevou 5-HT-ir no CD, mas não nos ratos velhos. Estes resultados sugerem que distintas modalidades de exercícios crônicos evocam diferentes respostas de neurotransmissores na medula espinhal em diferentes idades. / Young (6 months) and aged (24-25 months) male Wistar rats were assigned to endurance training (ET - treadmill running) and resistance training (RT - grid climbing with increasing weights) during 6 weeks and compared to sedentary controls (n=6). At the end, hindlimb muscles (soleus and gastrocnemius) were analysed by histograms and total AChE activity. In the lumbar spinal cord, motoneurons (MN) were counted, as well as gray matter's GFAP-labeled astrocytes. Optical densities were measured in the ventral (VH) and dorsal (DH) horns for CGRP-ir (MN and DH), AChE staining and 5-HT-ir (VH and DH). Data from histograms were analysed using MANOVA and Tukey’s post hoc. The remaining data Weir analysed using ANOVA and Duncan´s post hoc. Results: gastrocnemius, but not soleus, muscle histograms in young rats showed distinct fiber distribution profiles under ET (toward medium-diameter fibers) and RT (toward large-diameter fibers). The predominance in small-diameter muscle fibers in aged rats was similarly reversed by ET and RT, but aged rats presented limited increase in large-diameter muscle fibers. Both ET and RT decreased muscle AChE activity. The aged spinal cords presented MN loss and greater astrocyte numbers. Both ET and RT reduced astrogliosis in VH, but not in DH. The aged rats displayed elevated CGRP-ir in MN, and neither ET nor RT altered CGRP-ir in MN or DH. Exercise (ET and RT) markedly increased AChE staining in VH in all groups. RT decreased AChE in DH and 5-HT-ir in VH. In young rats, running elevated 5-HT-ir in the DH. These results suggest that different chronic exercise modalities and age evoke distinct spinal cord neurotransmitter responses.

Ratos Wistar machos adultos jovens (6 meses) e velhos (24-25 meses) foram alocados em treinamentos de endurance (corrida em esteira) ou resistido (escalada em grade) durante 6 semanas e comparados a controles sedentários (n=6). Ao final, músculos dos membros posteriores (sóleo e gastrocnêmio) foram analisados por histogramas e atividade total da enzima acetilcolinesterase (AChE). Na medula espinhal lombar, motoneurônios (MN) foram contados, bem como astrócitos da substância cinzenta marcados com GFAP. Densidades ópticas foram medidas nos cornos ventral (CV) e dorsal (CD) para CGRP-ir (MN e CD), AChE e 5-HT-ir (CV e CD). Para histogramas, dados foram analisados usando-se MANOVA e post hoc de Tukey. Os demais dados foram analisados usando-se ANOVA de 1 via e post hoc de Duncan. Resultados: histogramas de ratos jovens mostraram perfis de distribuição distintos após corrida (predominância de fibras de médio diâmetro) ou escalada (predominância de fibras de grande diâmetro) no músculo gastrocnêmio, mas não no sóleo. O perfil de predominância de fibras de pequeno diâmetro observado em ratos velhos sedentários foi igualmente revertido por corrida ou escalada, mas ratos velhos apresentaram limitado aumento de fibras de maior diâmetro. Tanto corrida quanto escalada diminuíram a atividade da AChE muscular. A medula espinhal de animais velhos apresentou menor número de MN e aumento do número de astrócitos. Tanto corrida quanto escalada reduziram a astrogliose no CV, mas não no CD. Ratos velhos mostraram aumento da CGRP-ir em MN, mas nenhum treinamento alterou a CGRP-ir em MN ou no CD. Tanto corrida quanto escalada aumentaram a AChE no CV em todos os grupos treinados. A escalada diminuiu AChE no CD e 5-HT-ir no CV. Nos ratos jovens, a corrida elevou 5-HT-ir no CD, mas não nos ratos velhos. Estes resultados sugerem que distintas modalidades de exercícios crônicos evocam diferentes respostas de neurotransmissores na medula espinhal em diferentes idades. / Young (6 months) and aged (24-25 months) male Wistar rats were assigned to endurance training (ET - treadmill running) and resistance training (RT - grid climbing with increasing weights) during 6 weeks and compared to sedentary controls (n=6). At the end, hindlimb muscles (soleus and gastrocnemius) were analysed by histograms and total AChE activity. In the lumbar spinal cord, motoneurons (MN) were counted, as well as gray matter's GFAP-labeled astrocytes. Optical densities were measured in the ventral (VH) and dorsal (DH) horns for CGRP-ir (MN and DH), AChE staining and 5-HT-ir (VH and DH). Data from histograms were analysed using MANOVA and Tukey’s post hoc. The remaining data Weir analysed using ANOVA and Duncan´s post hoc. Results: gastrocnemius, but not soleus, muscle histograms in young rats showed distinct fiber distribution profiles under ET (toward medium-diameter fibers) and RT (toward large-diameter fibers). The predominance in small-diameter muscle fibers in aged rats was similarly reversed by ET and RT, but aged rats presented limited increase in large-diameter muscle fibers. Both ET and RT decreased muscle AChE activity. The aged spinal cords presented MN loss and greater astrocyte numbers. Both ET and RT reduced astrogliosis in VH, but not in DH. The aged rats displayed elevated CGRP-ir in MN, and neither ET nor RT altered CGRP-ir in MN or DH. Exercise (ET and RT) markedly increased AChE staining in VH in all groups. RT decreased AChE in DH and 5-HT-ir in VH. In young rats, running elevated 5-HT-ir in the DH. These results suggest that different chronic exercise modalities and age evoke distinct spinal cord neurotransmitter responses.

This work presents synthesis of seven dihydro-pyran-2,4-diones and investigation of some of its biological activities (moluscicidal, antiulcer, antioxidant and anticholinesterasic). These compounds were prepared - in yields that had varied of moderate to good (50 - 85%) - through the aldol condensation of β-ketoester’s diânion with an aldehyde or a ketone, basic hydrolysis, followed of lactonization in acid medium. In the first investigation about its biological activities, dihydro-pyran-2,4-diones had been inactive on Biomphalaria glabrata adult, presenting active only on its egg masses. Studies about antiulcer activity were not satisfactory therefore results obtained for dihydro-pyran-2,4-diones were not significantly different of those observed in the control group. For determination of the antioxidant activity, the spectrophotometric assay with stable radical DPPH was chosen. The results obtained for dihydro-pyran-2,4-diones, in this assay, were similar to the observed ones for the positive control used, BHT, and show that these compounds constitute in a promising synthetic antioxidants. Results obtained still point with respect to a possible correlation between enol concentration in the equilibrium, and the capacity of reduction of free radical DPPH. It was verified that electron withdrawing groups increase the activity, whereas introduction of electron donators groups cause a reduction of the activity. When assays were extended for other acyclic 1,3-dicarbonilic compounds, was verified that these don’t present antioxidant activity on free radical DPPH. This fact indicates that conformation also can be decisive for manifestation of the studied activity. The inquiry of the anticholinesterasic activity not yet presented results conclusive, but the preliminary assays showed resulted sufficiently promising, with percentage of inhibition of the enzyme acetylcholinesterase between 50% - 60%. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta a síntese de sete diidro-piran-2,4-dionas e a investigação de algumas de suas atividades biológicas (moluscicida, antiúlcera, antioxidante e anticolinesterásica). Estes compostos foram obtidos, em rendimentos que variaram de moderados a bons (50 – 85%), através da condensação aldólica do diânion de um β-cetoéster com um aldeído ou uma cetona, seguido de hidrólise básica do éster e lactonização em meio ácido. Na primeira investigação sobre suas atividades biológicas, as diidro-piran-2,4-dionas foram inativas frente ao caramujo adulto da espécie Biomphalaria glabrata, apresentando-se ativo apenas frente à sua desova. Os estudos sobre atividade antiúlcera não foram satisfatórios pois os resultados obtidos para as diidro-piran-2,4-dionas não foram significativamente diferentes daqueles observados no grupo controle. Para a determinação da atividade antioxidante escolheu-se o ensaio espectrofotométrico com o radical estável DPPH. Os resultados obtidos para as diidro-piran-2,4-dionas, neste ensaio, foram similares aos observados para o controle positivo utilizado, BHT, e mostram que estas se constituem numa promissora classe de antioxidantes sintéticos. Os resultados obtidos apontam ainda para uma possível correlação entre a concentração da forma enólica no equilíbrio, o pKa da hidroxila deste enol e a capacidade de redução do radical livre DPPH. Verificou-se que grupos retiradores de elétrons ligados ao anel aumentam a atividade, enquanto que a introdução de grupos doadores de elétrons causa uma redução da atividade. Ao estender os ensaios para outros compostos 1,3-dicarbonílicos acíclicos, verificou-se que estes não apresentam atividade antioxidante frente ao radical livre DPPH. Este fato indica que a conformação também pode ser decisiva para a manifestação da atividade estudada. A investigação da atividade anticolinesterásica ainda não apresentou dados conclusivos, mas os ensaios preliminares mostraram resultados bastante promissores, com porcentagem de inibição da enzima acetilcolinesterase entre 50% - 60%.

Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-09-21T12:34:57Z No. of bitstreams: 1 priscila_f_v_medeiros_ioc_bp_0058_2011.pdf: 6129115 bytes, checksum: a9a22a0f84ef8206e0afcbc77535046a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-21T12:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 priscila_f_v_medeiros_ioc_bp_0058_2011.pdf: 6129115 bytes, checksum: a9a22a0f84ef8206e0afcbc77535046a (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / O uso de inseticidas neurotóxicos contra o mosquito Aedes aegypti ainda é um componente importante nos programas de controle de dengue. No Brasil, organofosforados (OP) e piretróides (PI) são usados para o controle de larvas e adultos de A. aegypti, respectivamente, desde 1967 e 2000. O uso frequente destes produtos selecionou populações resistentes do vetor, e motivou o Ministério da Saúde (MS) a coordenar, desde 1999, uma rede nacional de monitoramento da resistência de A. aegypti (MoReNAa), da qual nosso laboratório participa desde o início. A resistência é principalmente derivada de fatores metabólicos (enzimas que detoxificam o inseticida) ou de mutações nos sítios-alvo dos inseticidas, no Sistema Nervoso Central. Bioensaios com larvas revelaram a resistência de várias populações ao OP temephos, larvicida empregado há mais de 40 anos no país. A Rede MoReNAa conta também com bioensaios para adultos, com testes moleculares para avaliação de alteração no alvo de PI, o canal de sódio regulado por voltagem (AaNav) e com ensaios bioquímicos para quantificação, em mosquitos adultos, da atividade enzimática de Glutationa S-Transferases (GST), Esterases e Oxidases de Função Mista (MFO) (relacionadas à resistência metabólica), e de Acetilcolinesterase (Ace) (alvo de OP e carbamatos - CB). Além de serem usadas classes distintas de inseticidas contra larvas e adultos, as aplicações são feitas de maneira diferenciada: em 4-6 ciclos anuais sobre as larvas, e apenas em situações de emergência sobre os mosquitos adultos - procedimento que tem o potencial de elicitar mecanismos (e intensidades) de resistência diferentes. Além disso, bioensaios para quantificação da resistência a OP são feitos com larvas, enquanto os ensaios bioquímicos estavam disponíveis apenas para mosquitos adultos. Estes foram os principais motivos para adaptar, no âmbito desta dissertação, ensaios bioquímicos para o estágio larvar do vetor. Em relação ao ensaio da Ace, que conta com duas reações, uma na presença e a outra na ausência do CB propoxur verificamos, por meio de curvas do tipo dose- resposta, diferenças entre larvas e adultos. Além disto identificamos, em algumas populações do vetor resistentes a OP, alterações na atividade total desta enzima. Uma vez que algumas destas enzimas participam também de processos endógenos, que ocorrem naturalmente nos insetos, quantificamos sua atividade ao longo do desenvolvimento da cepa referência de suscetibilidade, Rockefeller, e de duas populações de campo. Nestes ensaios foram observadas quatro grandes “categorias” de perfis de atividade enzimática: 1) maiores atividades no estágio adulto (AChE); 2) maiores atividades no estágio larval (Esterases “α-EST” e “β-EST”); 3) atividades que aumentam no decorrer de cada estágio avaliado (MFO) e 4) atividades que tendem a aumentar no estágio larvar e a diminuir nos primeiros dias de vida adulta (DVA) (Esterase “ρNPA” e GST). Posteriormente, ensaios bioquímicos com larvas e adultos de populações de campo revelaram alterações de Ace e Esterases preferencialmente no estágio larvar, alterações de GST mais restritas ao estágio adulto, e alteração de MFO nos dois estágios do vetor. Estes ensaios possibilitam conhecer com detalhe os mecanismos de resistência em diferentes populações do vetor e podem contribuir com a definição de estratégias racionais para o controle de A. aegypti. / The use of neurotoxic insecticides against the mosquito Aedes aegypti is still an important component in dengue control programs. In Brazil, organophosphates (OP) and pyrethroids (PI) are used for the control of A. aegypti larvae and adults since, respectively, 1967 and 2000. The frequent use of these products has selected resistant vector populations, and prompted the Ministry of Health (MS) to start the coordination, in 1999, of an Aedes aegypti insecticide resistance monitoring network (MoReNAa); our laboratory participates in the network since its beginning. Resistance is mainly derived from metabolic factors (enzymes detoxifying the insecticides) or from mutations at the target sites of insecticides (in the Central Nervous System). Bioassays with larvae disclosed resistance of various populations to the OP temephos, larvicide employed for over 40 years in the country. MoReNAa network also performs bioassays with adults, molecular tests to assess substitution at the PI target site, the voltage regulated sodium channel (AaNAv), and biochemical assays that quantify, in adult mosquitoes, the activity of Glutathione S-Transferases (GST), Esterases and Mixed Function Oxidases (MFO) (related to metabolic resistance), and of Acetylcholinesterase (Ace) (target of OP and carbamates - CB). Besides using different insecticide classes against larvae and adults, the treatment are performed differently: in 4-6 times per year for larvae and only in emergency situations in the case of adult mosquitoes – a procedure that has the potential to elicit different mechanisms (and intensities) of resistance. Furthermore, bioassays for quantification of resistance to OP are made with larvae, while biochemical assays were available only for adult mosquitoes. These were the main reasons to adapt, in the context of this dissertation, biochemical assays for the larval stage of the vector. Considering the Ace test, consisting of two reactions, in the presence or in the absence of the CB propoxur, we identified - through the use of inhibition curves - differences between larvae and adults. We also detected, in some OP resistant vector populations, changes in the total activity of this enzyme. Since some of the enzymes of metabolic resistance are also involved in endogenous processes, that occur naturally in insects, we quantified their activity during the development of the reference strain of susceptibility, Rockefeller, and of two field populations. In these experiments we observed four major "categories " of enzyme activity profiles: 1) higher activity in the adult stage (AChE); 2) higher activity in the larval stage (“α-EST” and “β- EST” Esterases); 3) activities that increase during each stage evaluated (MFO) and 4) activities tending to increase in the end of the larval stage and to decrease in the first days of adult life (DVA) (Esterase “ρNPA” and GST). Subsequently, biochemical assays with larvae and adults of field populations revealed main changes in Ace and Esterases in the larval stage, GST changes preferably in the adult stage, and MFO alterations on both vector stages. These assays enable the detailed knowledge of resistance mechanisms of different vector populations and can contribute to define rational strategies for A. aegypti control.