Na presente tese, nós estudamos os efeitos do estresse crônico repetido (CRS) e do estresse crônico imprevisível moderado (UCMS) sobre comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo na tentativa de estabelecer possíveis diferenças comportamentais sobre os modelos de estresse. Além disso, verificar os efeitos de ambos os modelos sobre parâmetros bioquímicos como a atividade da enzima Na+, K+-ATPase e o binding dos receptores de adenosina A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) no hipocampo e estriado, respectivamente, de ratos machos adultos Wistar. Nos dois trabalhos apresentados neste estudo, os animais foram submetidos ao CRS e ao UCMS durante 40 dias e subsequentemente foram avaliados em uma série de tarefas comportamentais para estudo de comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo. O primeiro artigo demonstrou que ratos submetidos ao CRS e UCMS apresentaram comportamento do tipo- ansioso, analisado pela diminuição na permanência nos quadrados centrais na tarefa do campo aberto. Além disso, foi demonstrada uma diminuição da atividade da enzima Na+, K+-ATPase na amígdala desses ratos, não sendo, todavia, observado alteração do imunoconteúdo da enzima. Adicionalmente, com o objetivo de elucidar as possíveis causas da diminuição da atividade da Na+, K+-ATPase,medimos diversos parâmetros de estresse oxidativo, porém não obtivemos qualquer diferença significativa nessas medidas, capaz de explicar, ao menos em parte, uma possível causa dessa diminuição da Na+, K+-ATPase na amígdala dos ratos estressados cronicamente. No segundo trabalho, somente o UCMS foi capaz de induzir comportamento do tipo- depressivo, verificado pelo aumento no tempo de imobilidade no teste do nado forçado. Este comportamento tem sido interpretado como desamparo aprendido. Desse modo, utilizamos somente o UCMS como variável para o consumo de solução de sacarose 1%. Este consumo foi monitorado semanalmente, durante oito semanas. De fato, UCMS foi capaz de induzir diminuição no consumo de solução de sacarose, comportamento entendido como anedonia, perda de motivação em situações prazerosas. Uma vez estabelecidas as diferenças comportamentais entre CRS e UCMS, verificamos alterações no sisterma adenosinérgico ao analisarmos os A1Rs e os A2ARs. Demonstramos uma similaridade no binding de A1Rs, aumentando Bmax com aumento do imunoconteúdo dos A1Rs tanto no CRS quanto no UCMS. Interessantemente, quanto ao binding de A2ARs, o grupo UCMS mostrou-se diferente do CRS, com aumento de Bmax para A2AR. Em suma, concluímos que os dois modelos de estresse crônico causaram alterações similares na atividade da Na+, K+-ATPase na amígdala de ratos, e ambos os grupos estressados aumentaram o comportamento do tipo- ansioso e sensibilização (up-regulation) de A1Rs no hipocampo. Por outro lado, somente UCMS foi capaz de induzir desamparo aprendido, anedonia e aumento no binding de A2ARs no estriado. Enfim, acreditamos que estas alterações neuroquímicas e comportamentais expostas na presente tese possam servir no refinamento do conhecimento básico para posteriores interesses no melhoramento de terapias farmacológicas sobre psicopatologias. / The aim of this dissertation was to study the effects of Chronic Restraint Stress (CRS) and Unpredictable Chronic Mild Stress (UCMS) upon anxiety-like and depressive-like behaviors in order to establish possible behavioral differences between CRS and UCMS. In addition, we aimed to verify effects of both stress models upon biochemical parameters such as Na+, K+-ATPase activity and binding of the A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) adenosine receptors in hippocampus and striatum, respectively, in adult male Wistar rats. In all studies, the animals were submitted to CRS and UCMS during 40 days; the control group was no submitted to any kind of stress, and subsequently all groups were submitted to behavioral tasks to evaluate anxiety-like and depressive-like behaviors. The first paper demonstrated that both stress models (CRS and UCMS) were able to increase anxiety-like behavior evaluated as the time in the central area of the open field task. Additionally, there was decreased Na+, K+-ATPase activity in amygdala of stressed rats. Besides that, there were no alterations in α 3 subunit immuncontent. We tried next to elucidate possible causes for the decreased Na+, K+-ATPase activity, and we measured several oxidative stress parameters, however no important differences were detected in this analysis, that could explain, at least in part, the possible causes of a decrease in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of chronically stressed rats. On the other hand, only the UCMS group was able to induce depressive-like behavior, displayed by increased immobility time on the forced swimming test, which has been interpreted as learning helplessness. Therefore, we next studied if UCMS could lead to altered consumption of sucrose 1%, and this consumption was monitored weekly during eight weeks. Indeed, UCMS was able to induce decreased consumption of sucrose solution, a response that was considered as anhedonia, lost of motivation for pleasant situations. Once these behavioral differences between CRS and UCMS were detected, we studied possible alterations on the adenosinergic system, analyzing A1Rs e A2ARs We showed similarities on the effects of both types of chronic stress on A1Rs binding, since both increased Bmax as well as A1Rs immunocontent. Interestingly, when we analyzed A2ARs binding, only UCMS increased A2ARs Bmax. Finally, we concluded that CRS and UCMS were capable of inducing similar alterations in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of rats. Additionally, both stressed groups increased anxiety-like behavior and showed up-regulation in hippocampal A1Rs. Besides, UCMS was able to induce learned helplessness, anhedonia and up-regulation in striatal A2ARs. It is expected that the behavioral and biochemical changes presented in this dissertation could refine the basic knowledge in this area, improving pharmacological therapies to treat psychopathologies.

Estudos com resveratrol (RSV) tiveram um crescimento exponencial nos últimos anos, especialmente focando seu efeito benéfico na saúde humana. Recentemente, foram publicados trabalhos mostrando um forte efeito neuroprotetor, não somente reduzindo lesões cerebrais, mas também promovendo a recuperação funcional após a isquemia cerebral. Entretanto, as bases moleculares para a neuroproteção ainda são desconhecidas. Neste trabalho, avaliamos diversos mecanismos que são modulados pelo resveratrol em modelos experimentais de isquemia cerebral. Inicialmente, demonstramos que o tratamento com RSV, administrado durante 7 dias antes da indução da lesão isquêmica, diminuiu a morte neuronal em hipocampo e córtex cerebral de ratos submetidos a isquemia cerebral global. Em paralelo, reduziu a geração de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. Este efeito foi associado com o aumento de antioxidantes endógenos, além da prevenção do aumento da peroxidação lipídica e da diminuição da atividade da Na+K+-ATPase induzidos pela isquemia cerebral global. Tendo em vista que o insulto isquêmico aumentou rapidamente os níveis de espécies reativas de oxigênio, investigamos o efeito do resveratrol sobre o perfil lipídico, e demonstramos que ele foi capaz de prevenir a diminuição de gangliosídeos, fosfolipídios e colesterol observada em hipocampo e córtex de ratos isquêmicos. A análise de vias de sinalização possivelmente envolvidas, mostrou que o efeito neuroprotetor do resveratrol envolve a modulação da via de sobrevivência PI3- K/Akt através da ativação de seus substratos GSK-3β e CREB. Adicionalmente, vias que controlam a neuroinflamação foram moduladas por resveratrol, o qual diminuiu a ativação glial, reduziu a fosforilação da JNK, diminuiu a translocação nuclear de NF- κB, reduzindo sua ativação e seus possíveis substratos iNOS e COX-2. A seguir avaliamos o efeito do resveratrol em promover a angiogênese em células endoteliais cerebrais e demonstramos que ele foi capaz de promover a proliferação, migração e indução da formação de tubo vascular in vitro. Além da função da célula, o RSV mostrou mudar o aspecto morfológico de células endoteliais do cérebro associadas com o rearranjo do citoesqueleto e relocalização de β-catenina e VE-caderina. A avaliação de vias de sinalização associadas com a angiogênese promovida pelo resveratrol, mostrou o envolvimento das vias PI3-K/Akt e MAPK/ERK, que regularam eNOS modulando os níveis de VEGF e metaloproteinases. Considerando que angiogênese e neurogênese são processos acoplados, investigamos o efeito do RSV no aumento de fatores tróficos e na plasticidade neuronal. Demonstramos que o RSV promoveu a recuperação funcional e está intimamente relacionada com o aumento da angiogênese e neurogênese após a isquemia cerebral focal. Em conjunto, nossos resultados abrem a perspectiva para o desenvolvimento de uma nova estratégia terapêutica para o tratamento da isquemia cerebral. / Recent studies with resveratrol (RSV) have been growing exponentially throughout the years, especially focusing on its beneficial effect on human health. Recently published studies, showing strong neuroprotective effects of RSV, not only reduce brain damage, but also promotes functional recovery after stroke. However, the molecular basis for neuroprotection is still unknown. In this study, we evaluated various mechanisms that are modulated by RSV in experimental models of cerebral ischemia. Initially, we demonstrated that by administering RSV, for 7 days prior to global cerebral ischemia, decreased neuronal cell death in the cerebral cortex and hippocampus of rats as well as reducing the generation of oxygen and nitrogen reactive species. The observed neuroprotection was associated with increased endogenous antioxidants, a decrease of Na+ K+ ATPase, and the prevention of lipid peroxidation. With an ischemic insult, levels of ROS rapidly increase which may lead to a decrease in lipids. However, we investigated the effects of RSV on lipid profiles and it showed that it was able to prevent a decrease in the amount of gangliosides, phospholipids, and cholesterol observed in the hippocampus and cortex of ischemic rats. There are several possible signaling pathways of RSV. Analysis of these pathways reveals that the neuroprotective effects of RSV involve the modulation of PI3-K/Akt survival pathway by activating its substrates GSK-3β and CREB. Furthermore, RSV modulates pathways involved in neuroinflammation, decreasing glial activation, phosphorylation of JNK, nuclear translocation and activation of NF- κB and its possible substrates of iNOS and COX-2. Additionally, we also investigated the effects of RSV on angiogenesis in brain endothelial cells. Results showed that RSV was able to promote proliferation, migration and vascular tube formation in vitro. Signaling pathways associated with angiogenesis by RSV, involves PI3-K/Akt and MAPK/ERK pathways which both regulate eNOS in the modulation of VEGF and metalloproteinase levels. Furthermore, RSV showed that the morphological change of brain endothelial cells was associated with cytoskeletal rearrangement and relocation of β-catenin and VE-cadherin. Considering that angiogenesis and neurogenesis are coupled processes, we investigated the effects of RSV on the increase of trophic factors and neuronal plasticity. We demonstrate that RSV increased functional recovery as well as intimately related to the increase of angiogenesis and neurogenesis after focal cerebral ischemia. Therefore, our results open the perspective for the development of a new therapeutics for the treatment of stroke.

Na presente tese, nós estudamos os efeitos do estresse crônico repetido (CRS) e do estresse crônico imprevisível moderado (UCMS) sobre comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo na tentativa de estabelecer possíveis diferenças comportamentais sobre os modelos de estresse. Além disso, verificar os efeitos de ambos os modelos sobre parâmetros bioquímicos como a atividade da enzima Na+, K+-ATPase e o binding dos receptores de adenosina A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) no hipocampo e estriado, respectivamente, de ratos machos adultos Wistar. Nos dois trabalhos apresentados neste estudo, os animais foram submetidos ao CRS e ao UCMS durante 40 dias e subsequentemente foram avaliados em uma série de tarefas comportamentais para estudo de comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo. O primeiro artigo demonstrou que ratos submetidos ao CRS e UCMS apresentaram comportamento do tipo- ansioso, analisado pela diminuição na permanência nos quadrados centrais na tarefa do campo aberto. Além disso, foi demonstrada uma diminuição da atividade da enzima Na+, K+-ATPase na amígdala desses ratos, não sendo, todavia, observado alteração do imunoconteúdo da enzima. Adicionalmente, com o objetivo de elucidar as possíveis causas da diminuição da atividade da Na+, K+-ATPase,medimos diversos parâmetros de estresse oxidativo, porém não obtivemos qualquer diferença significativa nessas medidas, capaz de explicar, ao menos em parte, uma possível causa dessa diminuição da Na+, K+-ATPase na amígdala dos ratos estressados cronicamente. No segundo trabalho, somente o UCMS foi capaz de induzir comportamento do tipo- depressivo, verificado pelo aumento no tempo de imobilidade no teste do nado forçado. Este comportamento tem sido interpretado como desamparo aprendido. Desse modo, utilizamos somente o UCMS como variável para o consumo de solução de sacarose 1%. Este consumo foi monitorado semanalmente, durante oito semanas. De fato, UCMS foi capaz de induzir diminuição no consumo de solução de sacarose, comportamento entendido como anedonia, perda de motivação em situações prazerosas. Uma vez estabelecidas as diferenças comportamentais entre CRS e UCMS, verificamos alterações no sisterma adenosinérgico ao analisarmos os A1Rs e os A2ARs. Demonstramos uma similaridade no binding de A1Rs, aumentando Bmax com aumento do imunoconteúdo dos A1Rs tanto no CRS quanto no UCMS. Interessantemente, quanto ao binding de A2ARs, o grupo UCMS mostrou-se diferente do CRS, com aumento de Bmax para A2AR. Em suma, concluímos que os dois modelos de estresse crônico causaram alterações similares na atividade da Na+, K+-ATPase na amígdala de ratos, e ambos os grupos estressados aumentaram o comportamento do tipo- ansioso e sensibilização (up-regulation) de A1Rs no hipocampo. Por outro lado, somente UCMS foi capaz de induzir desamparo aprendido, anedonia e aumento no binding de A2ARs no estriado. Enfim, acreditamos que estas alterações neuroquímicas e comportamentais expostas na presente tese possam servir no refinamento do conhecimento básico para posteriores interesses no melhoramento de terapias farmacológicas sobre psicopatologias. / The aim of this dissertation was to study the effects of Chronic Restraint Stress (CRS) and Unpredictable Chronic Mild Stress (UCMS) upon anxiety-like and depressive-like behaviors in order to establish possible behavioral differences between CRS and UCMS. In addition, we aimed to verify effects of both stress models upon biochemical parameters such as Na+, K+-ATPase activity and binding of the A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) adenosine receptors in hippocampus and striatum, respectively, in adult male Wistar rats. In all studies, the animals were submitted to CRS and UCMS during 40 days; the control group was no submitted to any kind of stress, and subsequently all groups were submitted to behavioral tasks to evaluate anxiety-like and depressive-like behaviors. The first paper demonstrated that both stress models (CRS and UCMS) were able to increase anxiety-like behavior evaluated as the time in the central area of the open field task. Additionally, there was decreased Na+, K+-ATPase activity in amygdala of stressed rats. Besides that, there were no alterations in α 3 subunit immuncontent. We tried next to elucidate possible causes for the decreased Na+, K+-ATPase activity, and we measured several oxidative stress parameters, however no important differences were detected in this analysis, that could explain, at least in part, the possible causes of a decrease in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of chronically stressed rats. On the other hand, only the UCMS group was able to induce depressive-like behavior, displayed by increased immobility time on the forced swimming test, which has been interpreted as learning helplessness. Therefore, we next studied if UCMS could lead to altered consumption of sucrose 1%, and this consumption was monitored weekly during eight weeks. Indeed, UCMS was able to induce decreased consumption of sucrose solution, a response that was considered as anhedonia, lost of motivation for pleasant situations. Once these behavioral differences between CRS and UCMS were detected, we studied possible alterations on the adenosinergic system, analyzing A1Rs e A2ARs We showed similarities on the effects of both types of chronic stress on A1Rs binding, since both increased Bmax as well as A1Rs immunocontent. Interestingly, when we analyzed A2ARs binding, only UCMS increased A2ARs Bmax. Finally, we concluded that CRS and UCMS were capable of inducing similar alterations in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of rats. Additionally, both stressed groups increased anxiety-like behavior and showed up-regulation in hippocampal A1Rs. Besides, UCMS was able to induce learned helplessness, anhedonia and up-regulation in striatal A2ARs. It is expected that the behavioral and biochemical changes presented in this dissertation could refine the basic knowledge in this area, improving pharmacological therapies to treat psychopathologies.

Estudos com resveratrol (RSV) tiveram um crescimento exponencial nos últimos anos, especialmente focando seu efeito benéfico na saúde humana. Recentemente, foram publicados trabalhos mostrando um forte efeito neuroprotetor, não somente reduzindo lesões cerebrais, mas também promovendo a recuperação funcional após a isquemia cerebral. Entretanto, as bases moleculares para a neuroproteção ainda são desconhecidas. Neste trabalho, avaliamos diversos mecanismos que são modulados pelo resveratrol em modelos experimentais de isquemia cerebral. Inicialmente, demonstramos que o tratamento com RSV, administrado durante 7 dias antes da indução da lesão isquêmica, diminuiu a morte neuronal em hipocampo e córtex cerebral de ratos submetidos a isquemia cerebral global. Em paralelo, reduziu a geração de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. Este efeito foi associado com o aumento de antioxidantes endógenos, além da prevenção do aumento da peroxidação lipídica e da diminuição da atividade da Na+K+-ATPase induzidos pela isquemia cerebral global. Tendo em vista que o insulto isquêmico aumentou rapidamente os níveis de espécies reativas de oxigênio, investigamos o efeito do resveratrol sobre o perfil lipídico, e demonstramos que ele foi capaz de prevenir a diminuição de gangliosídeos, fosfolipídios e colesterol observada em hipocampo e córtex de ratos isquêmicos. A análise de vias de sinalização possivelmente envolvidas, mostrou que o efeito neuroprotetor do resveratrol envolve a modulação da via de sobrevivência PI3- K/Akt através da ativação de seus substratos GSK-3β e CREB. Adicionalmente, vias que controlam a neuroinflamação foram moduladas por resveratrol, o qual diminuiu a ativação glial, reduziu a fosforilação da JNK, diminuiu a translocação nuclear de NF- κB, reduzindo sua ativação e seus possíveis substratos iNOS e COX-2. A seguir avaliamos o efeito do resveratrol em promover a angiogênese em células endoteliais cerebrais e demonstramos que ele foi capaz de promover a proliferação, migração e indução da formação de tubo vascular in vitro. Além da função da célula, o RSV mostrou mudar o aspecto morfológico de células endoteliais do cérebro associadas com o rearranjo do citoesqueleto e relocalização de β-catenina e VE-caderina. A avaliação de vias de sinalização associadas com a angiogênese promovida pelo resveratrol, mostrou o envolvimento das vias PI3-K/Akt e MAPK/ERK, que regularam eNOS modulando os níveis de VEGF e metaloproteinases. Considerando que angiogênese e neurogênese são processos acoplados, investigamos o efeito do RSV no aumento de fatores tróficos e na plasticidade neuronal. Demonstramos que o RSV promoveu a recuperação funcional e está intimamente relacionada com o aumento da angiogênese e neurogênese após a isquemia cerebral focal. Em conjunto, nossos resultados abrem a perspectiva para o desenvolvimento de uma nova estratégia terapêutica para o tratamento da isquemia cerebral. / Recent studies with resveratrol (RSV) have been growing exponentially throughout the years, especially focusing on its beneficial effect on human health. Recently published studies, showing strong neuroprotective effects of RSV, not only reduce brain damage, but also promotes functional recovery after stroke. However, the molecular basis for neuroprotection is still unknown. In this study, we evaluated various mechanisms that are modulated by RSV in experimental models of cerebral ischemia. Initially, we demonstrated that by administering RSV, for 7 days prior to global cerebral ischemia, decreased neuronal cell death in the cerebral cortex and hippocampus of rats as well as reducing the generation of oxygen and nitrogen reactive species. The observed neuroprotection was associated with increased endogenous antioxidants, a decrease of Na+ K+ ATPase, and the prevention of lipid peroxidation. With an ischemic insult, levels of ROS rapidly increase which may lead to a decrease in lipids. However, we investigated the effects of RSV on lipid profiles and it showed that it was able to prevent a decrease in the amount of gangliosides, phospholipids, and cholesterol observed in the hippocampus and cortex of ischemic rats. There are several possible signaling pathways of RSV. Analysis of these pathways reveals that the neuroprotective effects of RSV involve the modulation of PI3-K/Akt survival pathway by activating its substrates GSK-3β and CREB. Furthermore, RSV modulates pathways involved in neuroinflammation, decreasing glial activation, phosphorylation of JNK, nuclear translocation and activation of NF- κB and its possible substrates of iNOS and COX-2. Additionally, we also investigated the effects of RSV on angiogenesis in brain endothelial cells. Results showed that RSV was able to promote proliferation, migration and vascular tube formation in vitro. Signaling pathways associated with angiogenesis by RSV, involves PI3-K/Akt and MAPK/ERK pathways which both regulate eNOS in the modulation of VEGF and metalloproteinase levels. Furthermore, RSV showed that the morphological change of brain endothelial cells was associated with cytoskeletal rearrangement and relocation of β-catenin and VE-cadherin. Considering that angiogenesis and neurogenesis are coupled processes, we investigated the effects of RSV on the increase of trophic factors and neuronal plasticity. We demonstrate that RSV increased functional recovery as well as intimately related to the increase of angiogenesis and neurogenesis after focal cerebral ischemia. Therefore, our results open the perspective for the development of a new therapeutics for the treatment of stroke.

Estudos com resveratrol (RSV) tiveram um crescimento exponencial nos últimos anos, especialmente focando seu efeito benéfico na saúde humana. Recentemente, foram publicados trabalhos mostrando um forte efeito neuroprotetor, não somente reduzindo lesões cerebrais, mas também promovendo a recuperação funcional após a isquemia cerebral. Entretanto, as bases moleculares para a neuroproteção ainda são desconhecidas. Neste trabalho, avaliamos diversos mecanismos que são modulados pelo resveratrol em modelos experimentais de isquemia cerebral. Inicialmente, demonstramos que o tratamento com RSV, administrado durante 7 dias antes da indução da lesão isquêmica, diminuiu a morte neuronal em hipocampo e córtex cerebral de ratos submetidos a isquemia cerebral global. Em paralelo, reduziu a geração de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. Este efeito foi associado com o aumento de antioxidantes endógenos, além da prevenção do aumento da peroxidação lipídica e da diminuição da atividade da Na+K+-ATPase induzidos pela isquemia cerebral global. Tendo em vista que o insulto isquêmico aumentou rapidamente os níveis de espécies reativas de oxigênio, investigamos o efeito do resveratrol sobre o perfil lipídico, e demonstramos que ele foi capaz de prevenir a diminuição de gangliosídeos, fosfolipídios e colesterol observada em hipocampo e córtex de ratos isquêmicos. A análise de vias de sinalização possivelmente envolvidas, mostrou que o efeito neuroprotetor do resveratrol envolve a modulação da via de sobrevivência PI3- K/Akt através da ativação de seus substratos GSK-3β e CREB. Adicionalmente, vias que controlam a neuroinflamação foram moduladas por resveratrol, o qual diminuiu a ativação glial, reduziu a fosforilação da JNK, diminuiu a translocação nuclear de NF- κB, reduzindo sua ativação e seus possíveis substratos iNOS e COX-2. A seguir avaliamos o efeito do resveratrol em promover a angiogênese em células endoteliais cerebrais e demonstramos que ele foi capaz de promover a proliferação, migração e indução da formação de tubo vascular in vitro. Além da função da célula, o RSV mostrou mudar o aspecto morfológico de células endoteliais do cérebro associadas com o rearranjo do citoesqueleto e relocalização de β-catenina e VE-caderina. A avaliação de vias de sinalização associadas com a angiogênese promovida pelo resveratrol, mostrou o envolvimento das vias PI3-K/Akt e MAPK/ERK, que regularam eNOS modulando os níveis de VEGF e metaloproteinases. Considerando que angiogênese e neurogênese são processos acoplados, investigamos o efeito do RSV no aumento de fatores tróficos e na plasticidade neuronal. Demonstramos que o RSV promoveu a recuperação funcional e está intimamente relacionada com o aumento da angiogênese e neurogênese após a isquemia cerebral focal. Em conjunto, nossos resultados abrem a perspectiva para o desenvolvimento de uma nova estratégia terapêutica para o tratamento da isquemia cerebral. / Recent studies with resveratrol (RSV) have been growing exponentially throughout the years, especially focusing on its beneficial effect on human health. Recently published studies, showing strong neuroprotective effects of RSV, not only reduce brain damage, but also promotes functional recovery after stroke. However, the molecular basis for neuroprotection is still unknown. In this study, we evaluated various mechanisms that are modulated by RSV in experimental models of cerebral ischemia. Initially, we demonstrated that by administering RSV, for 7 days prior to global cerebral ischemia, decreased neuronal cell death in the cerebral cortex and hippocampus of rats as well as reducing the generation of oxygen and nitrogen reactive species. The observed neuroprotection was associated with increased endogenous antioxidants, a decrease of Na+ K+ ATPase, and the prevention of lipid peroxidation. With an ischemic insult, levels of ROS rapidly increase which may lead to a decrease in lipids. However, we investigated the effects of RSV on lipid profiles and it showed that it was able to prevent a decrease in the amount of gangliosides, phospholipids, and cholesterol observed in the hippocampus and cortex of ischemic rats. There are several possible signaling pathways of RSV. Analysis of these pathways reveals that the neuroprotective effects of RSV involve the modulation of PI3-K/Akt survival pathway by activating its substrates GSK-3β and CREB. Furthermore, RSV modulates pathways involved in neuroinflammation, decreasing glial activation, phosphorylation of JNK, nuclear translocation and activation of NF- κB and its possible substrates of iNOS and COX-2. Additionally, we also investigated the effects of RSV on angiogenesis in brain endothelial cells. Results showed that RSV was able to promote proliferation, migration and vascular tube formation in vitro. Signaling pathways associated with angiogenesis by RSV, involves PI3-K/Akt and MAPK/ERK pathways which both regulate eNOS in the modulation of VEGF and metalloproteinase levels. Furthermore, RSV showed that the morphological change of brain endothelial cells was associated with cytoskeletal rearrangement and relocation of β-catenin and VE-cadherin. Considering that angiogenesis and neurogenesis are coupled processes, we investigated the effects of RSV on the increase of trophic factors and neuronal plasticity. We demonstrate that RSV increased functional recovery as well as intimately related to the increase of angiogenesis and neurogenesis after focal cerebral ischemia. Therefore, our results open the perspective for the development of a new therapeutics for the treatment of stroke.

Na presente tese, nós estudamos os efeitos do estresse crônico repetido (CRS) e do estresse crônico imprevisível moderado (UCMS) sobre comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo na tentativa de estabelecer possíveis diferenças comportamentais sobre os modelos de estresse. Além disso, verificar os efeitos de ambos os modelos sobre parâmetros bioquímicos como a atividade da enzima Na+, K+-ATPase e o binding dos receptores de adenosina A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) no hipocampo e estriado, respectivamente, de ratos machos adultos Wistar. Nos dois trabalhos apresentados neste estudo, os animais foram submetidos ao CRS e ao UCMS durante 40 dias e subsequentemente foram avaliados em uma série de tarefas comportamentais para estudo de comportamentos do tipo- ansioso e do tipo- depressivo. O primeiro artigo demonstrou que ratos submetidos ao CRS e UCMS apresentaram comportamento do tipo- ansioso, analisado pela diminuição na permanência nos quadrados centrais na tarefa do campo aberto. Além disso, foi demonstrada uma diminuição da atividade da enzima Na+, K+-ATPase na amígdala desses ratos, não sendo, todavia, observado alteração do imunoconteúdo da enzima. Adicionalmente, com o objetivo de elucidar as possíveis causas da diminuição da atividade da Na+, K+-ATPase,medimos diversos parâmetros de estresse oxidativo, porém não obtivemos qualquer diferença significativa nessas medidas, capaz de explicar, ao menos em parte, uma possível causa dessa diminuição da Na+, K+-ATPase na amígdala dos ratos estressados cronicamente. No segundo trabalho, somente o UCMS foi capaz de induzir comportamento do tipo- depressivo, verificado pelo aumento no tempo de imobilidade no teste do nado forçado. Este comportamento tem sido interpretado como desamparo aprendido. Desse modo, utilizamos somente o UCMS como variável para o consumo de solução de sacarose 1%. Este consumo foi monitorado semanalmente, durante oito semanas. De fato, UCMS foi capaz de induzir diminuição no consumo de solução de sacarose, comportamento entendido como anedonia, perda de motivação em situações prazerosas. Uma vez estabelecidas as diferenças comportamentais entre CRS e UCMS, verificamos alterações no sisterma adenosinérgico ao analisarmos os A1Rs e os A2ARs. Demonstramos uma similaridade no binding de A1Rs, aumentando Bmax com aumento do imunoconteúdo dos A1Rs tanto no CRS quanto no UCMS. Interessantemente, quanto ao binding de A2ARs, o grupo UCMS mostrou-se diferente do CRS, com aumento de Bmax para A2AR. Em suma, concluímos que os dois modelos de estresse crônico causaram alterações similares na atividade da Na+, K+-ATPase na amígdala de ratos, e ambos os grupos estressados aumentaram o comportamento do tipo- ansioso e sensibilização (up-regulation) de A1Rs no hipocampo. Por outro lado, somente UCMS foi capaz de induzir desamparo aprendido, anedonia e aumento no binding de A2ARs no estriado. Enfim, acreditamos que estas alterações neuroquímicas e comportamentais expostas na presente tese possam servir no refinamento do conhecimento básico para posteriores interesses no melhoramento de terapias farmacológicas sobre psicopatologias. / The aim of this dissertation was to study the effects of Chronic Restraint Stress (CRS) and Unpredictable Chronic Mild Stress (UCMS) upon anxiety-like and depressive-like behaviors in order to establish possible behavioral differences between CRS and UCMS. In addition, we aimed to verify effects of both stress models upon biochemical parameters such as Na+, K+-ATPase activity and binding of the A1 (A1Rs) e A2A (A2ARs) adenosine receptors in hippocampus and striatum, respectively, in adult male Wistar rats. In all studies, the animals were submitted to CRS and UCMS during 40 days; the control group was no submitted to any kind of stress, and subsequently all groups were submitted to behavioral tasks to evaluate anxiety-like and depressive-like behaviors. The first paper demonstrated that both stress models (CRS and UCMS) were able to increase anxiety-like behavior evaluated as the time in the central area of the open field task. Additionally, there was decreased Na+, K+-ATPase activity in amygdala of stressed rats. Besides that, there were no alterations in α 3 subunit immuncontent. We tried next to elucidate possible causes for the decreased Na+, K+-ATPase activity, and we measured several oxidative stress parameters, however no important differences were detected in this analysis, that could explain, at least in part, the possible causes of a decrease in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of chronically stressed rats. On the other hand, only the UCMS group was able to induce depressive-like behavior, displayed by increased immobility time on the forced swimming test, which has been interpreted as learning helplessness. Therefore, we next studied if UCMS could lead to altered consumption of sucrose 1%, and this consumption was monitored weekly during eight weeks. Indeed, UCMS was able to induce decreased consumption of sucrose solution, a response that was considered as anhedonia, lost of motivation for pleasant situations. Once these behavioral differences between CRS and UCMS were detected, we studied possible alterations on the adenosinergic system, analyzing A1Rs e A2ARs We showed similarities on the effects of both types of chronic stress on A1Rs binding, since both increased Bmax as well as A1Rs immunocontent. Interestingly, when we analyzed A2ARs binding, only UCMS increased A2ARs Bmax. Finally, we concluded that CRS and UCMS were capable of inducing similar alterations in Na+, K+-ATPase activity in amygdala of rats. Additionally, both stressed groups increased anxiety-like behavior and showed up-regulation in hippocampal A1Rs. Besides, UCMS was able to induce learned helplessness, anhedonia and up-regulation in striatal A2ARs. It is expected that the behavioral and biochemical changes presented in this dissertation could refine the basic knowledge in this area, improving pharmacological therapies to treat psychopathologies.

A epilepsia é uma desordem neurológica que afeta aproximadamente 65 milhões de pessoas em todo o mundo. Apesar dos erros inatos do metabolismo (EIM) não serem a causa frequente de epilepsia, o sintoma mais comum presente em desordens metabólicas são crises epilépticas. Dentro dos EIM, estão as acidemias orgânicas que podem levar a geração de crises epiléticas durante um episódio de descompensação metabólica aguda, como por exemplo a acidemia glutárica tipo I (AG I). A AG I é uma doença autossômica recessiva causada pela deficiência da enzima glutaril-CoA desidrogenase (GCDH). Tal alteração leva ao acúmulo de ácidos orgânicos em fluidos e tecidos. Se não diagnosticada e tratada precocemente, a doença evolui com sinais clínicos de macrocefalia, déficits neurológicos e epilepsia. O aumento dos níveis de ácidos orgânicos no cérebro diminui a atividade da enzima Glutamato Descarboxilase (GAD) no parênquima cerebral e inibe a atividade da enzima Na+,K+,-ATPase. De acordo com estes achados, prévias análises bioquímicas de neocórtex e comportamentais de um modelo animal de AG I, camundongo nocaute para a enzima GCDH tratado com dieta com sobrecarga de lisina (4,7%) (Gcdh-/--Lis), mostram decréscimo do imunoconteúdo da GAD cortical, diminuição da liberação de ácido ϒ-aminobutírico (GABA) e diminuição da atividade Na+,K+,-ATPase e presença de crises epilépticas espontâneas Neste trabalho (aprovado pelo CEP-HCPA-140270) usamos este modelo animal de AG I para avaliar a função sináptica GABAérgica neocortical através de estudos eletrofisiológicos e bioquímicos, além de avaliar a expressão e o estado de fosforilação subunidade α da Na+,K+,-ATPase no neocórtex. A atividade da enzima GAD neocortical foi medida pela técnica de HPLC; as correntes inibitórias pós-sinápticas espontâneas e miniaturas (CIPS) nos neurônios piramidais foram avaliadas através da técnica eletrofisiológica de patch-clamp in vitro e avaliação da expressão total e a fosforilação do resíduo de Ser943 da Na+,K+,-ATPase neocortical foi feita através da técnica de Western Blot em camundongos Gcdh-/--Lis (P30-P45). Os resultados foram comparados com animais Gcdh-/- e Gcdh+/+ tratados com dieta normal (Gcdh-/--N e Gcdh+/+, respectivamente). Nossos resultados mostraram uma diminuição significativa da atividade da GAD neocortical nos animais Gcdh-/--Lis quando compara aos animais Gcdh+/+ (P<0,05). A frequência das CIPS espontâneas e miniaturas nas células piramidais da camada V do neocórtex dos animais Gcdh-/-- Lis foi significativamente menor quando comparada às células dos animais Gcdh-/--N e Gcdh+/+ (P<0,0003). A curva de probabilidade cumulativa e a análise estatística de Kolmogorov-Smirnov confirmaram a diminuição na frequência das CIPS espontâneas e miniaturas (P<0,0001). A expressão da subunidade α da bomba Na+,K+-ATPase mostrou-se aumentada no neocórtex dos animais Gcdh-/--Lis quando comparada aos demais grupos (P<0,001). A avaliação do estado de fosforilação do resíduo de Ser943 revelou que os animais Gcdh-/--Lis apresentaram um aumento significativo da expressão do resíduo943 no neocórtex quando comparada aos demais grupos (P<0,001). Nossos dados sugerem que os animais Gcdh-/--Lis apresentam uma redução na transmissão sináptica GABAérgica neocortical que pode estar associada à disfunção da enzima GAD; e uma diminuição da atividade da bomba Na+,K+-ATPase neocortical possivelmente causada pela diminuição da expressão da enzima e pelo aumento da fosforilação do resíduo Ser943 da subunidade α no neocortical. Estas alterações em conjunto podem estar contribuindo para os mecanismos de epileptogênese na AG I. / The epilepsy is a neurological disorder that affects approximately 65 million people throughout the world. Despite of inborn errors of metabolism (IEM) not being a frequent cause of epilepsy, the most common symptom in metabolic disorders are epileptic seizures. Within the IEM, are the organic acidemias, such as, glutaric acidemia type I (GAI), that are associated with epileptic seizures during acute metabolic decompensation. The GAI is an autosomal recessive disease caused by deficiency of the enzyme glutaryl-CoA dehydrogenase (GCDH).This deficiency leads to the accumulation of organic acids in body fluids and tissues. If not diagnosed and treated early, this disease evolves to neurological deficits, macrocephaly and epilepsy. The increased levels of organic acids in the brain, such as glutaric, glutaconic and 3-hydroxyglutaric acids, decreases the activity of the enzyme glutamic acid decarboxylase (GAD) in the brain parenchyma and cause the inhibition of the enzyme activity NA+,K+-ATPase. Interestingly, previous biochemical and behavioral analysis of an animal model of GAI, the GCDH knockout mice treated with lysine overload diet (4.7%) (Gcdh-/--Lis), had shown decreased GAD immune content, reduced GABA release and decreased activity Na+,K+-ATPase in the neocortex; and development of spontaneous seizures. In this work (approved by the CEP-HCPA-140270) we used this animal model to study the neocortical GABAergic synaptic function and the expression and the phosphorylation state of Na+,K+-ATPase α subunit in the neocortex. The GAD activity was measured by HPLC technique; the spontaneous and miniature inhibitory post-synaptic currents (IPSC) were evaluated by in vitro patch-clamping recordings from pyramidal cells; and the expression and the phosphorylation of total residue to Ser943 of Na+, K+- ATPase was performed by Western Blot in mice Gcdh-/--Lis (P30-P45). As controls we used Gcdh (Gcdh-/--N) and Gcdh+/+ animals treated with normal diet. Our results showed a significant decrease in the neocortical GAD activity in Gcdh-/--Lis mice when compared to Gcdh+/+ group (P<0.05). The spontaneous and miniature IPSC frequencies onto layer V pyramidal cells from Gcdh-/--Lis mice were significantly lower when compared to Gcdh-/--N and Gcdh+/+ mice (P<0.0003). The cumulative probability and the statistical analysis the Kolmogorov-Smirnov confirmed the decrease in the frequency of spontaneous and miniature IPSC (P<0.0001). The expression of Na+,K+-ATPase α subunit was higher in the neocortex from Gcdh-/--Lis when compared to the other groups (P<0.001). Also, the Gcdh-/--Lis mice had a significant increased fosforilation of Na+,K+-ATPase residual Ser943 in the neocortex when compared to the other groups (P<0.001). Our data suggested that the neocortex of Gcdh-/--Lys mice exhibited reduction in GABAergic inhibition that may be attributed to a GAD dysfunction level; and decreased Na+,K+-ATPase activity that could be caused by decrease in its expression and increased phosphorylation of residue Ser943 α subunit. Taken altogether, these alterations could contribute to the mechanisms of epileptogenesis observed in GAI.

O objetivo do presente trabalho foi determinar o efeito do estresse hiperosmótico ou hiposmótico, in vivo, sobre o balanço oxidativo, os níveis de atividade de Na+/K+ATPase e a s expressões das Hsp 70 e 90 em Neohelice granulata. O peso seco das brânquias anteriores, brânquias posteriores, hepatopâncreas e músculo mandibular foram determinados em diferentes tempos experimentais (15, 30, 45, 60 e 360 minutos) e escolhidos os tempos de 1 e 6 horas de estresse. Entre os grupos controles foi o hepatopâncreas o tecido que apresentou maior concentração de peróxido de hidrogênio. As brânquias anteriores e posteriores, o hepatopâncreas reduziram significativamente a formação de peróxido de hidrogênio após 1 e 6 horas de estresse hiposmótico ou hiperosmótico. No músculo mandibular, foram verificados valores significativamente menores de peróxido de hidrogênio em ambos os estresses, exceto após 1 hora de estresse hiperosmótico. Nas brânquias anteriores e posteriores foi verificada uma diminuição na relação da glutationa oxidada/reduzida após uma hora em ambos os estresses. Após 6 horas de estresses, as brânquias posteriores e brânquias anteriores apresentaram uma relação de glutationa oxidada/reduzida mais elevada que o controle. Mesmo padrão de resposta foi verificado no hepatopâncreas e músculo mandibular. A atividade da catalase nas brânquias anteriores apresentou-se significativamente mais elevada, em ambos os tempos, nos dois estresses, enquanto nas brânquias posteriores apenas após 6 horas foi encontrado um aumento significativo da atividade. No hepatopâncreas a atividade da catalase no estresse hiposmótico diminuiu significativamente após 6 horas de estresse, enquanto no estresse hiperosmótico foi verificada uma diminuição significativa da atividade da catalase em ambos os tempos experimentais. O músculo mandibular apresentou uma diminuição significativa da catale somente após uma hora de estresse hiperosmótico. Quanto à atividade da enzima Na+/K+ATPase, esta apresentou-se diminuída em todos os tecidos estudados após 10 a submissão dos animais aos diferentes estresses em ambos os tempos. Alterações na expressão da Hsp 70 foram verificadas apenas nas brânquias posteriores, a expressão desta proteína foi significativamente maior no estresse hiposmótico quando comparada ao grupo controle. Ao final deste trabalho pode-se concluir que o caranguejo N. granulata, no período inicial de aclimatação às alterações de salinidade, possui respostas coordenadas de seus sistemas de defesas antioxidantes como estratégias para minimizar ou evitar os danos do choque osmótico. Os resultados também demonstraram que o sistema antioxidante do animal pode ser modulado durante o estresse oxidativo, contudo, a capacidade de modulação não é padronizada, sendo tecido-específica. Outra estratégia utilizada por este caranguejo em resposta ao estresse osmótico curto é uma diminuição da atividade da bomba Na+, K+-ATPase, reduzindo o consumo celular de ATP. A Hsp 70 aumenta somente nas brânquias posteriores, confirmando a afirmação de Chang (2005), que os tecidos não respondem uniformemente a um determinado estresse. No caso do estresse osmótico cabe às brânquias posteriores uma resposta protetora devido à função de principal órgão regulador iônico nos crustáceos.

A epilepsia é uma desordem neurológica que afeta aproximadamente 65 milhões de pessoas em todo o mundo. Apesar dos erros inatos do metabolismo (EIM) não serem a causa frequente de epilepsia, o sintoma mais comum presente em desordens metabólicas são crises epilépticas. Dentro dos EIM, estão as acidemias orgânicas que podem levar a geração de crises epiléticas durante um episódio de descompensação metabólica aguda, como por exemplo a acidemia glutárica tipo I (AG I). A AG I é uma doença autossômica recessiva causada pela deficiência da enzima glutaril-CoA desidrogenase (GCDH). Tal alteração leva ao acúmulo de ácidos orgânicos em fluidos e tecidos. Se não diagnosticada e tratada precocemente, a doença evolui com sinais clínicos de macrocefalia, déficits neurológicos e epilepsia. O aumento dos níveis de ácidos orgânicos no cérebro diminui a atividade da enzima Glutamato Descarboxilase (GAD) no parênquima cerebral e inibe a atividade da enzima Na+,K+,-ATPase. De acordo com estes achados, prévias análises bioquímicas de neocórtex e comportamentais de um modelo animal de AG I, camundongo nocaute para a enzima GCDH tratado com dieta com sobrecarga de lisina (4,7%) (Gcdh-/--Lis), mostram decréscimo do imunoconteúdo da GAD cortical, diminuição da liberação de ácido ϒ-aminobutírico (GABA) e diminuição da atividade Na+,K+,-ATPase e presença de crises epilépticas espontâneas Neste trabalho (aprovado pelo CEP-HCPA-140270) usamos este modelo animal de AG I para avaliar a função sináptica GABAérgica neocortical através de estudos eletrofisiológicos e bioquímicos, além de avaliar a expressão e o estado de fosforilação subunidade α da Na+,K+,-ATPase no neocórtex. A atividade da enzima GAD neocortical foi medida pela técnica de HPLC; as correntes inibitórias pós-sinápticas espontâneas e miniaturas (CIPS) nos neurônios piramidais foram avaliadas através da técnica eletrofisiológica de patch-clamp in vitro e avaliação da expressão total e a fosforilação do resíduo de Ser943 da Na+,K+,-ATPase neocortical foi feita através da técnica de Western Blot em camundongos Gcdh-/--Lis (P30-P45). Os resultados foram comparados com animais Gcdh-/- e Gcdh+/+ tratados com dieta normal (Gcdh-/--N e Gcdh+/+, respectivamente). Nossos resultados mostraram uma diminuição significativa da atividade da GAD neocortical nos animais Gcdh-/--Lis quando compara aos animais Gcdh+/+ (P<0,05). A frequência das CIPS espontâneas e miniaturas nas células piramidais da camada V do neocórtex dos animais Gcdh-/-- Lis foi significativamente menor quando comparada às células dos animais Gcdh-/--N e Gcdh+/+ (P<0,0003). A curva de probabilidade cumulativa e a análise estatística de Kolmogorov-Smirnov confirmaram a diminuição na frequência das CIPS espontâneas e miniaturas (P<0,0001). A expressão da subunidade α da bomba Na+,K+-ATPase mostrou-se aumentada no neocórtex dos animais Gcdh-/--Lis quando comparada aos demais grupos (P<0,001). A avaliação do estado de fosforilação do resíduo de Ser943 revelou que os animais Gcdh-/--Lis apresentaram um aumento significativo da expressão do resíduo943 no neocórtex quando comparada aos demais grupos (P<0,001). Nossos dados sugerem que os animais Gcdh-/--Lis apresentam uma redução na transmissão sináptica GABAérgica neocortical que pode estar associada à disfunção da enzima GAD; e uma diminuição da atividade da bomba Na+,K+-ATPase neocortical possivelmente causada pela diminuição da expressão da enzima e pelo aumento da fosforilação do resíduo Ser943 da subunidade α no neocortical. Estas alterações em conjunto podem estar contribuindo para os mecanismos de epileptogênese na AG I. / The epilepsy is a neurological disorder that affects approximately 65 million people throughout the world. Despite of inborn errors of metabolism (IEM) not being a frequent cause of epilepsy, the most common symptom in metabolic disorders are epileptic seizures. Within the IEM, are the organic acidemias, such as, glutaric acidemia type I (GAI), that are associated with epileptic seizures during acute metabolic decompensation. The GAI is an autosomal recessive disease caused by deficiency of the enzyme glutaryl-CoA dehydrogenase (GCDH).This deficiency leads to the accumulation of organic acids in body fluids and tissues. If not diagnosed and treated early, this disease evolves to neurological deficits, macrocephaly and epilepsy. The increased levels of organic acids in the brain, such as glutaric, glutaconic and 3-hydroxyglutaric acids, decreases the activity of the enzyme glutamic acid decarboxylase (GAD) in the brain parenchyma and cause the inhibition of the enzyme activity NA+,K+-ATPase. Interestingly, previous biochemical and behavioral analysis of an animal model of GAI, the GCDH knockout mice treated with lysine overload diet (4.7%) (Gcdh-/--Lis), had shown decreased GAD immune content, reduced GABA release and decreased activity Na+,K+-ATPase in the neocortex; and development of spontaneous seizures. In this work (approved by the CEP-HCPA-140270) we used this animal model to study the neocortical GABAergic synaptic function and the expression and the phosphorylation state of Na+,K+-ATPase α subunit in the neocortex. The GAD activity was measured by HPLC technique; the spontaneous and miniature inhibitory post-synaptic currents (IPSC) were evaluated by in vitro patch-clamping recordings from pyramidal cells; and the expression and the phosphorylation of total residue to Ser943 of Na+, K+- ATPase was performed by Western Blot in mice Gcdh-/--Lis (P30-P45). As controls we used Gcdh (Gcdh-/--N) and Gcdh+/+ animals treated with normal diet. Our results showed a significant decrease in the neocortical GAD activity in Gcdh-/--Lis mice when compared to Gcdh+/+ group (P<0.05). The spontaneous and miniature IPSC frequencies onto layer V pyramidal cells from Gcdh-/--Lis mice were significantly lower when compared to Gcdh-/--N and Gcdh+/+ mice (P<0.0003). The cumulative probability and the statistical analysis the Kolmogorov-Smirnov confirmed the decrease in the frequency of spontaneous and miniature IPSC (P<0.0001). The expression of Na+,K+-ATPase α subunit was higher in the neocortex from Gcdh-/--Lis when compared to the other groups (P<0.001). Also, the Gcdh-/--Lis mice had a significant increased fosforilation of Na+,K+-ATPase residual Ser943 in the neocortex when compared to the other groups (P<0.001). Our data suggested that the neocortex of Gcdh-/--Lys mice exhibited reduction in GABAergic inhibition that may be attributed to a GAD dysfunction level; and decreased Na+,K+-ATPase activity that could be caused by decrease in its expression and increased phosphorylation of residue Ser943 α subunit. Taken altogether, these alterations could contribute to the mechanisms of epileptogenesis observed in GAI.

Estudamos a homeostase energética no cérebro (córtex cerebral, estriado e hipocampo) e tecidos periféricos (coração e músculo esquelético) de camundongos selvagens (WT) e nocaute para a enzima glutaril-CoA desidrogenase (Gcdh-/-), modelo animal genético para estudo da acidemia glutárica tipo I (AG I), com 15 e 30 dias de vida. Esses animais também foram submetidos a uma sobrecarga de lisina através de uma injeção intraperitoneal (8 μmol/g) desse aminoácido ou de uma dieta rica em lisina (4,7 %) por 60 horas. Os parâmetros da homeostase energética analisados foram as atividades dos complexos I-III, II, II-III e IV da cadeia respiratória, das enzimas do ciclo do ácido cítrico (CAC) citrato sintase (CS), aconitase, isocitrato desidrogenase (IDH), α- cetoglutarato desidrogenase, sucinato desidrogenase e malato desidrogenase, da creatina quinase (CK) e da Na+, K+ - ATPase, bem como a liberação de lactato, os parâmetros respiratórios mitocondriais estados 3 e 4, razão de controle respiratório e o estado desacoplado, além do potencial de membrana mitocondrial na presença ou ausência de Ca2+. Estudos histológicos também foram conduzidos no córtex cerebral e estriado dos camundongos WT e Gcdh-/- de 30, 60 e 90 dias de vida submetidos por um pequeno (60 horas) ou longo (30 dias) período com dieta com alta concentração de lisina (4,7 %). Verificamos leves alterações nas atividades dos complexos da cadeia respiratória no cérebro, coração e músculo esquelético dos animais Gcdh-/- quando comparados aos WT com 15 e 30 dias de vida. Além disso, demonstramos uma diminuição significativa das atividades da CS e IDH em preparações mitocondriais de estriado de camundongos Gcdh-/- submetidos a uma sobrecarga de lisina associada a um pequeno aumento na liberação de lactato. No entanto, não encontramos alterações nos parâmetros respiratórios e no potencial de membrana em mitocôndrias de estriado dos camundongos Gcdh-/-quando comparados aos WT. Por outro lado, as atividades da Na+, K+-ATPase (cérebro) e CK (cérebro e músculo esquelético) foram significativamente menores em camundongos Gcdh-/- com 15 dias de vida quando submetidos a uma injeção intraperitoneal de lisina. Além disso, encontramos uma redução na atividade da Na+, K+-ATPase associada com uma diminuição da sua expressão em córtex cerebral, mas não em estriado e hipocampo, de camundongos Gcdh-/- com 30 dias de vida submetidos ou não a uma dieta rica em lisina. Finalmente, a análise histológica revelou a presença de vacúolos no córtex cerebral dos camundongos Gcdh-/- com 60 e 90 dias de vida, bem como no estriado dos animais Gcdh-/- com 90 dias de vida que foram alimentados com uma dieta rica em lisina por 30 dias. Concluindo, presumimos que uma redução das atividades da Na+, K+-ATPase e CK possa contribuir para o dano neurológico encontrado nos camundongos Gcdh-/- e possivelmente nos pacientes com AG I. / We studied energy homeostasis in the brain (cerebral cortex, striatum and hippocampus) and peripheral tissues (heart and skeletal muscle) from 15 and 30- day-old wild type (WT) and glutaryl-CoA dehydrogenase deficient (Gcdh-/-) mice, which is a genetic animal model to study glutaric academia type I (GA I). These animals were also submitted to lysine overload through an intraperitoneal injection (8 μmol/g) of this amino acid or supplementing the mice with a high lysine (4.7 %) diet for 60 hours. The energy homeostasis parameters evaluated were the activities of the respiratory chain complexes I-III, II, II-III and IV, of the citric acid cycle (CAC) enzymes citrate synthase (CS), aconitase, isocitrate dehydrogenase (IDH), α-ketoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase and malate dehydrogenase, creatine kinase (CK) and Na+, K+ - ATPase, as well as the lactate release, the mitochondrial respiratory parameters states 3 and 4, respiratory control ratio and uncoupled state, besides the mitochondrial membrane potential in the presence or absence of Ca2+. Histological studies were also conducted in the cerebral cortex and striatum from 30, 60 and 90-day-old WT and Gcdh-/- mice submitted for a short (60 hours) or long (30 days) period to a high lysine (4.7 %) diet. We verified mild alterations in the respiratory chain activity in the brain, heart and skeletal muscle from Gcdh-/- animals when compared to 15 and 30-day-old WT mice. Furthermore, we demonstrated a reduction in the activities of CS and IDH in striatum mitochondrial preparations from Gcdh-/- mice submitted to a lysine overload associated with a mild increase of lactate release. However, we did not find alterations in the respiratory parameters and membrane potential in striatum mitochondria from Gcdh-/- mice when compared to WT. On the other hand, the activities of Na+, K+-ATPase (brain) and CK (brain and skeletal muscle) were significantly reduced in 15-day-old Gcdh-/- mice when received an intraperitoneal injection of lysine. Moreover, a reduction in the Na+, K+-ATPase activity associated with a diminution of its expression was observed in the cerebral cortex, but not in striatum and hippocampus, from 30-day-old Gcdh-/- mice submitted or not to a high lysine diet. Finally, the histological analyses revealed the presence of vacuoles in the cerebral cortex from 60 and 90-day-old Gcdh-/- mice, as well as in the striatum from 90-day-old Gcdh-/- animals that were fed a high Lys chow for 30 days. In conclusion, we presume that a reduction in the activities of Na+, K+- ATPase and CK may contribute to the brain damage found in Gcdh-/- mice and possibly in GA I patients.