Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:11:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263925.pdf: 2038730 bytes, checksum: 3c4fe30f53b4ee25c958e6aec49bc68c (MD5) / The accumulation and aggregation of beta-amyloid peptide (Aâ) in brain of patients with Alzheimer's disease results in activation of glial cells, which in turn may initiate inflammatory responses, release of inflammatory proteins and reactive oxygen species. These changes leave more vulnerable glutamatergic transporters and may result in reduction of their functions. In this study, the effects of intracerebroventricular infusion of peptides Aâ1-40 and Aâ25-35, on cognition, uptake of L-[3H] glutamate, oxidative stress, inflammation and cell death in mice were evaluated. The peptide Aâ1-40 appears to be more potent that the Aâ25-35, according to the methods studied, causing cell death and production of the inflammatory COX-2 protein. The infusion of both peptides Aâ1-40 and Aâ25-35 caused cognitive impairment, decreased uptake of L-[3H] glutamate and transporters GLAST and GLT-1, increased lipid peroxidation and reduction in NPSH and activation of glial cells. In order to seek neuroprotective approaches, atorvastatin, an inhibitor of HMG-CoA reductase, was administered for 7 days in animals that received infusion of peptides Aâ1-40 or Aâ25-35. Treatment with atorvastatin (10 mg/Kg/day) was not able to reverse the cognitive decline and decreased uptake of glutamate, but was neuroprotective against cell death by increasing the expression of glutamatergic transporters, decreasing inflammatory mediators and TBARS. Thus, atorvastatin has a potential neuroprotective effect against toxicity induced by beta-amyloid peptides.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:02:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302928.pdf: 1019138 bytes, checksum: 58abcf44b33cb0fa2b67b3b0d9d18f25 (MD5) / A excitotoxicidade glutamatérgica têm sido correlacionada com a patofisiologia da depressão e a modulação deste sistema vem sendo abordada como uma potencial estratégia no tratamento deste transtorno de humor. A atorvastatina é uma estatina sintética e lipofílica que apresenta um efeito satisfatório na diminuição dos níveis de colesterol, é segura e bem tolerada. Estudo com humanos sugerem uma correlação positiva entre o uso de estatinas e a diminuição do risco de depressão. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito tipo antidepressivo da administração de atorvastatina a camundongos, a participação da via L-arginina-NO-GCs-GMPc neste efeito e a correlação entre o efeito antidepressivo e neuroprotetor frente à toxicidade glutamatérgica em fatias de hipocampo e córtex cerebral. Demonstrou-se a participação dos receptores NMDA e da via de sinalização L-arginina-NO-GCs-GMPc no efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina no Teste de Suspensão pela Cauda (TSC). A administração aguda de atorvastatina (p.o.) reduziu o tempo de imobilidade no Teste do Nada Forçado (TNF) e no TSC (0,1-30 mg/kg), sem alterar a atividade locomotora dos animais. O efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina (0,1mg/kg) foi prevenido pela administração de NMDA (0,1 pmol/ sítio, i.c.v.), L-arginina (750mg/kg, i.p., substrato da ONS) ou sildenafil (5mg/kg, i.p., um inibidor da PDE5). A administração de MK-801 (0,001mg/kg, i.p., um antagonista do receptor NMDA), 7-nitroindazol (50mg/kg, i.p., inibidor da NOSn) ou ODQ (30pmol/ sítio, i.c.v., inibidor da GCs) em combinação com uma dose sub-efetiva de atorvastatina (0,01 mg/kg, p.o.) reduziu o tempo de imobilidade dos animais no TSC quando comparado com a administração das drogas isoladas. O tratamento agudo com atorvastatina ainda aumentou os níveis hipocampais de uma neurotrofina, o BDNF (0,1-10,0 mg/kg, p.o.), porém não preveniu da toxicidade glutamatérgica induzida pela incubação de fatias de hipocampo e córtex com glutamato (10 mM). Em contrapartida o tratamento repetido com atorvastatina (10mg/kg, 1 vez/dia, 7 dias consecutivos), foi capaz de desencadear um efeito neuroprotetor em fatias de hipocampo, porém não de córtex frontal, submetidas a toxicidade glutamatérgica, via diminuição da liberação de glutamato induzida por glutamato. A administração repetida de fluoxetina (10 mg/kg p.o., 1 vez/dia, 7 dias consecutivos), um antidepressivo clássico, também demonstrou efeito neuroprotetor e tipo-antidepressivo similares aos decorrentes da administração repetida de atorvastatina. Estes resultados apontam para uma associação entre o efeito neuroprotetor e antidepressivo da atorvastatina. / Glutamate excitotoxicity has been related to the pathophisiology of depression and this system modulation has been proposed as a potencial strategy for the treatment of this mood disorder. Atorvastatin is a synthetic and lipophilic statin that presents a good effect in decreasing cholesterol levels and is safe and well tolerated in humans. Population-based studies have suggested a positive role of statins in reducing depression risk. This study aimed to investigate the antidepressant-like effect of atorvastatin, the involvement of L-arginine-NO-GC-cGMP in this effect and the relationship between antidepressant-like effect and neuroprotective effect of atorvastatin in hippocampal and cortical slices subjected to glutamate toxicity. The participation of NMDA receptors and L-arginine-NO-GC-cGMP on the antidepressant-like effect was demonstrated in the tail suspension test (TST). Acute atorvastatin administration (p.o.) reduced the immobility time both in TST and in Forced Swimming Test (FST) (0.1-30 mg/Kg). Atorvastatin (0.1 mg/kg) antidepressant-like effect was prevented by pretreatment of mice with NMDA (0.1 pmol/site, i.c.v.), L-arginine (750 mg/kg, i.p., a substrate for NOS) or sildenafil (5 mg/kg, i.p., a PDE-5 inhibitor). The administration of MK-801 (0.001mg/Kg, i.p., an NMDA receptor antagonist), 7-nitroindazole (50 mg/kg, i.p., a nNOS inhibitor), methylene blue (20 mg/kg, i.p., an inhibitor of both NOS and sGC) or ODQ (30 pmol/site i.c.v., a sGC inhibitor) in combination with a sub-effective dose of atorvastatin (0.01 mg/kg, p.o.) reduced the immobility time in the TST as compared with drugs alone. Acute atorvastatin treatment (0.1 - 10.0 mg/kg, v.o.) also increased hippocampal BDNF expression, however did not prevent from glutamatergic toxicity induced by hippocampal and cortical slices incubation with glutamate (10 mM). On the other hand, repeated treatment with atorvastatin (10 mg/kg p.o., once a day, for 7 consecutive days) exerted neuroprotective effect in hippocampal slices, but not in cortical slices, subjected to glutamatergic toxicity, by decreasing glutamate release induced by glutamate. This neuroprotective effect could be linked to the antidepressant-like effect triggered by repeated administration of atorvastatin. Both, the neuroprotective effect and the antidepressant-effect evoked by repeated atorvastatin treatment can be compared with the neuroprotective and antidepressant-like effect of fluoxetine (10mg/kg p.o., once a day, for 7 consecutive days), a classic antidepressant. Altogether these results demonstrate an association between the neuroprotective and the antidepressant action of atorvastatin.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302919.pdf: 1059586 bytes, checksum: 84043369b9ea4f7797d5022a96760703 (MD5) / Neste estudo foram investigados a ação neuroprotetora dos antidepressivos mirtazapina e imipramina e os efeitos destes compostos sobre a expressão gênica de proteínas anti- e pró-apoptóticas em células de neuroblastoma humano (SH-5YSY). Mirtazapina e imipramina mostraram baixa citotoxicidade sobre neuroblastoma humano e nas concentrações de 1-10 ?M aumentaram a viabilidade celular. As células de neuroblastoma humano foram pré-tratadas com mirtazapina e imipramina e depois incubadas na presença de tapsigargina ou peróxido de hidrogênio (H2O2). O pré-tratamento com mirtazapina e imipramina protegeu as células de neuroblastoma da citotoxicidade induzida pelo peróxido de hidrogênio. As células foram incubadas com mirtazapina e imipramina e a expressão gênica (RNAm) das proteínas envolvidas na sobrevivência (Bcl-2) e na morte celular (Bax, Bad e p53) foram determinadas por transcrição reversa e reação em cadeia da polimerase quantititiva (qRT-PCR). A mirtazapina reduziu e a imipramina não afetou a expressão gênica da proteína Bcl-2. A expressão gênica das proteínas Bax e p53 foi bastante reduzida pela mirtazapina e imipramina. A mirtazapina e a imipramina (2 ?M) aumentaram a razão Bcl-2/Bax e Blc-2/p53, indicando um efeito positivo na sobrevivência celular. Os resultados sugerem que o efeito neuroprotetor da mirtazapina e da imipramina envolve a redução da expressão gênica das proteínas pró-apoptóticas Bax e p53. / In this study we investigated the neuroprotective effect of mirtazapine and imipramine and how these compounds affect the gene expression of anti-apoptotic and pro-apoptotic proteins in human neuroblastoma cells SH-SY5Y. Mirtazapine and imipramine showed low cytotoxicity on neuroblastoma cells and at concentrations of 1-10 ìM they increased the cell viability. Human neuroblastoma cells were pre-treated with mirtazapine and imipramine and then incubated with thapsigargin or hydrogen peroxide (H2O2). The pre-treatment with mirtazapine and imipramine protected the cells against H2O2-induced cell death. Cells were incubated with mirtazapine and imipramine and gene expression (mRNA) was determined for anti-apoptotic (Bcl-2) and pro-apoptotic proteins (Bax, Bad and p53) through qRT-PCR. Mirtazapine reduced and imipramine did not affect the expression level of the anti-apoptotic protein Bcl-2. The expression of Bax and p53 were strongly reduced by mirtazapine and imipramine. Both antidepressants increased the expression ratio of Bcl-2/Bax and Bcl-2/p53. These data suggest that the neuroprotective effect of mirtazapine and imipramine might be due the downregulation of pro-apoptotic Bax and p53 expression.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:36:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340833.pdf: 3205840 bytes, checksum: 95520217f8b3b1a98d1f219fc5a34778 (MD5) Previous issue date: 2016 / A atorvastatina é um fármaco da classe das estatinas, utilizado na clínica médica há algumas décadas para o tratamento dos altos níveis de colesterol sérico. Estudos têm demonstrado que além deste efeito primário, a atorvastatina desencadeia efeitos pleiotrópicos. Os efeitos neuroprotetor e tipo-antidepressivo da atorvastatina têm sido demonstrados, no entanto, os mecanismos celulares e moleculares, a participação de vias de sinalização e neurotransmissores, bem como a associação entre esses eventos ainda precisam ser elucidados. Desta forma, investigou-se: i) o envolvimento dos sistemas adenosinérgico, serotonérgico e da via de sinalização PI3K/Akt /GSK-3ß/mTOR no efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina e ii) o efeito tipoantidepressivo e neuroprotetor do tratamento repetido com atorvastatina frente as alterações induzidas pelo peptídeo Aß1-40, bem como pela toxicidade induzida por glutamato. Os resultados demonstraram que a atorvastatina desencadeia efeito tipo-antidepressivo que depende da modulação dos receptores A1 de adenosina, mas não dos receptores A2A ou dos níveis de adenosina. O efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina também depende da modulação dos receptores de serotonina (5-HT) dos subtipos 5-HT1A e 5-HT2A/C e dos níveis encefálicos de 5-HT. Demonstrou-se que a via de sinalização PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR é crucial para o efeito tipo-antidepressivo da atorvastina, através de testes comportamentais e pelo aumento da fosforilação hipocampal das proteínas Akt, GSK-3ß e mTOR. O efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor da atorvastatina frente às alterações comportamentais e neurotóxicas induzidas pelo peptídeo Aß1-40 dependem do aumento da razão mBDNF/pró-BDNF ocasionado pela clivagem induzida pelas proteases tPA e p11. A atorvastatina previne ainda o aumento hipocampal de óxido nítrico, de espécies reativas de oxigênio, bem como a alteração do potencial de membrana mitocondrial e a perda de viabilidade celular ocasionada pela toxicidade induzida por glutamato in vitro. Resultado similar foi observado para o tratamento com fluoxetina. A associação entre o efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor do tratamento repetido com atorvastatina foi evidenciado, e demonstrou-se que o tratamento agudo com atorvastatina não exerce efeito neuroprotetor frente à toxicidade glutamatérgica. Desta forma, esta tese contribui para demonstrar os mecanismos celulares e moleculares envolvidos no efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor da atorvastatina.<br> / Abstract : Atorvastatin is a drug that belongs to statins group and that is largely used in clinical medicine for the treatment of high serum cholesterol levels. Studies have shown that in addition to this primary effect, atorvastatin also triggers pleiotropic effects. The neuroprotective and antidepressant-like effects of atorvastatin have been demonstrated, however cellular and molecular mechanisms, the involvement of signaling pathways and neurotransmitters, as well as the association between these events remain to be elucidated. Thus we investigated: i) the involvement of adenosinergic and serotonergic systems and the PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR signaling pathway in the antidepressant-like effect of atorvastatin, and ii) the neuroprotective and antidepressant- like effect provided by repeated atorvastatin treatment against Aß1-40- induced alterations or glutamate-induced toxicity. Atorvastatin exerts antidepressant-like effect that depends on the adenosine A1 receptors, but not on adenosine levels or A2A receptors. The atorvastatin antidepressant-like effect also depends on serotonin (5-HT) levels and 5- HT1A and 5-HT2A/C receptors subtypes. We also demonstrated that PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR signaling pathway is critical for atorvastatin antidepressant-like effect, by behavioral tests and increased phosphorylation of Akt, GSK-3ß and mTOR in mice hippocampus. The neuroprotective and antidepressant-like effect of atorvastatin against Aß1-40-induced toxicity depends on the increase in mBDNF/pro-BDNF ratio promoted by tPA and p11 proteases. Atorvastatin also prevents hippocampal increase of nitric oxide, reactive oxygen species and the alteration of mitochondrial membrane potential and cell viability induced by in vitro glutamate challenge. Similar results were observed for fluoxetine treatment. The association between the antidepressant-like and neuroprotective effect of atorvastatin-repeated treatment was shown and acute atorvastatin treatment showed no effect on glutamate-induced toxicity. This study contributed to unravel the cellular and molecular mechanisms involved in the neuroprotective and antidepressant-like effects of atorvastatin.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:21:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277600.pdf: 449367 bytes, checksum: daf6f2cd1fd67bc40bd0931aa13a748b (MD5) / Os complexos de rutênio (Ru) formam uma classe de compostos cujos mecanismos de potencial terapêutico ainda não foram totalmente esclarecidos. Os nitrosilo complexos de Ru Trans-cafeína, teofileno, benzoimidazol, metil-1-imidazol e o Ru-cis-nitroso desempenham um importante papel como seqüestradores de espécies reativas de oxigênio (EROs) . O objetivo de nosso trabalho foi estudar o potencial antioxidante e o possível papel neuroprotetor dos nitrosilo complexos de Ru no sistema nervoso central de rato. Observamos que os nitrosilo complexos de Ru apresentam potencial seqüestrador, prevenindo a lipoperoxidação in vitro em homogenato total de cérebro de rato frente aos insultos com os radicais . OH e ASC. . Verificamos que o nitrosilo complexo de Ru cis-nitroso (10 mM) previne a diminuição da viabilidade celular em fatias de hipocampo submetidas a 15 minutos de privação de glicose e oxigênio (PGO), seguidos de 2 horas de reperfusão, portanto apresenta efeito neuroprotetor no modelo de isquemia in vitro. Este composto foi capaz de diminuir a produção de EROs e aumentar a captação de Glu no modelo de isquemia in vitro. A proteção celular por este composto parece envolver uma menor produção de EROs e aumentar de captação de glutamato, no entanto, ainda não é possível correlacionar os efeitos de seqüestro de EROs e neuroproteção dos nitrosilo complexos de Ru. Logo são necessários mais estudos para maior entendimento destes mecanismos. / The complexes of ruthenium (Ru) are a class of compounds whose mechanisms of therapeutic potential have not been fully clarified. The nitrosyl complexes Ru Transcaffeine, theofilene, benzimmidazole, methyl-1-immidazole and Ru-cis-nitroso play an important role as scavengers of reactive oxygen species (ROS). The aim of our work was to study the antioxidant potential and possible neuroprotective role of nitrosyl complexes of Ru in the central nervous system of rats. We observe that the nitrosyl complexes of Ru prevent lipid peroxidation induced by the radicals .OH and ASC . in vitro in total homogenate of rat brain. We found that the nitrosyl complex Ru-cisnitroso (10mM) prevents the decrease in cell viability in hippocampal slices subjected to 15 minutes of deprivation of oxygen and glucose followed by 2 hours of reperfusion. Therefore, it presents neuroprotective effect in ischemia model in vitro. This compound was able to decrease the production of ROS and increase the glutamate uptake in the ischemia in vitro. The cellular protection promoted by this compound may be related to its effect of decreasing the production of ROS and increasing glutamate uptake, although it is not yet possible to correlate the effects of ROS sequestration and neuroprotection of nitrosyl complexes of Ru. Therefore further studies are needed to understand these neuroprotective mechanisms.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287231.pdf: 1031379 bytes, checksum: f35f0f76d7dd3b0962a5549c477d485b (MD5) / Lectinas são proteínas com capacidade de ligação reversível a carboidratos ou glicoconjugados. No sistema nervoso central de mamíferos, lectinas com afinidade para manose/glicose ou galactose podem modular diversos aspectos da comunicação celular. ConBr, uma lectina isolada das sementes de Canavalia brasiliensis apresentou efeito antidepressivo no teste do nado forçado (TNF) em camundongos, envolvendo, pelo menos em parte, o sistema monoaminérgico. O presente estudo buscou investigar os efeitos neuroprotetores da lectina ConBr em modelos animais de toxicidade glutamatérgica. Os resultados demonstraram que ConBr (10µg/sítio, i.c.v) reduziu as crises tônico-clônicas induzidas pelo agonista de receptores NMDA, ácido quinolínico, produzindo um percentual de proteção de 58%. Adicionalmente, ConBr foi capaz de diminuir significativamente a severidade das convulsões, sem no entanto alterar a latência para a primeira convulsão nem o tempo de duração da crise convulsiva. O AQ produziu um aumento significativo na fosforilação dos sítios Ser-831 e Ser-845 da subunidade GluR1 de receptores AMPA, sendo essa ação bloqueada pelo pré-tratamento com ConBr. O efeito neuroprotetor de ConBr foi dependente de sua integridade estrutural bem como da sua capacidade de ligação à resíduos de oligossacarídeos. Os efeitos observados são aparentemente específicos desde que ConA, uma lectina que tem alta homologia com ConBr, não foi capaz de produzir atividade neuroprotetora. O AQ além de induzir convulões também causa intensa morte celular no hipocampo 24 h após sua administração, medida pela incorporação de iodeto de propídio e o pré-tratamento com ConBr também bloqueou essa ação do AQ. A viabilidade celular também foi avaliada em um modelo in vitro de fatias hipocampais expostas a concentrações tóxicas de glutamato (1 e 10 mM) e medida através da redução do MTT. Neste modelo o glutamato reduz em cerca de 30% a viabilidade celular. O pré-tratamento com ConBr foi capaz de prevenir a queda de viabilidade, sendo a atividade neuroprotetora máxima observada na concentração de 10µg/ml e o IC50 de 7,2 µM. Em conjunto os dados sugerem que a lectina ConBr é capaz de exercer uma ação modulatória sobre receptores NMDA, inibindo sua atividade e dessa forma produzindo neuroproteção. Adicionalmente os dados corroboram com estudos anteriores que demonstram ação antidepressiva de ConBr no TNF via inibição de receptores NMDA.

Várias ervas culinárias e especiarias têm sido relatadas como fonte de agentes neuroprotetores inovadores com base na inibição da acetilcolinesterase (AChE), atividades antioxidante e anti-inflamatória. Neste contexto, estudos recentes têm demonstrado as propriedades neuroprotetoras de espécies da família Lamiaceae. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ação antioxidante e neuroprotetora de Ocimum americanum Linn. (Lamiaceae, "alfavaca", "manjericão"), uma espécie de manjericão que é comumente utilizada como condimento. Fatias hipocampais de ratos jovens e envelhecidos foram incubadas com diferentes concentrações do extrato etanólico de Ocimum americanum (EEOA) e submetidas à lesão induzida por peróxido de hidrogênio (H2O2); a atividade mitocondrial e a liberação de lactato de desidrogenase (LDH) foram avaliadas. O efeito do tratamento agudo com EEOA sobre a memória aversiva de curta duração e parâmetros bioquímicos em hipocampo de ratos jovens também foi estudado. Além disso, o efeito da suplementação crônica com EEOA em vários parâmetros bioquímicos em hipocampo de ratos jovens e envelhecidos foi avaliado. O H2O2 reduziu significativamente a atividade mitocondrial em fatias hipocampais de ratos jovens e envelhecidos, e o EEOA reverteu esta redução em fatias hipocampais de ratos jovens. Além disso, o H2O2 aumentou a liberação de LDH por fatias hipocampais de ratos jovens, porém o EEOA reduziu a liberação de LDH em fatias hipocampais de ambas as idades. O tratamento agudo com EEOA não alterou a memória aversiva de curta duração, bem como o conteúdo de radicais livres no hipocampo. A administração de dimetil sulfóxido (DMSO) aumentou a lipoperoxidação (LPO), enquanto que a administração aguda do EEOA (gavagem) reverteu o efeito do DMSO. Observou-se um aumento no conteúdo de radicais livres, mas não houve alterações na LPO no hipocampo de ratos envelhecidos. No entanto, a suplementação crônica com o EEOA diminuiu os níveis de radicais livres e a LPO em ratos envelhecidos. Além disso, a suplementação crônica com o EEOA reduziu o conteúdo de TNF-α no hipocampo de ratos jovens e envelhecidos e diminuiu os níveis de IL-1β em ratos jovens. O tratamento agudo com o EEOA e a suplementação crônica não alteraram a atividade da AChE no hipocampo. Nossos resultados sugerem que o EEOA contém compostos neuroprotetores. Podemos propor que as propriedades antioxidantes, bem como a modulação do processo de neuroinflamação, podem estar relacionadas com o efeito neuroprotetor. / Several culinary herbs and spices have been reported as source of innovative neuroprotective agents based on acetylcholinesterase (AChE) inhibition, antioxidant and anti-inflammatory activities. In this context, recent studies have shown the neuroprotective properties of species of the Lamiaceae family. The aim of this study was to evaluate the antioxidant and neuroprotective action of Ocimum americanum Linn. (Lamiaceae, “alfavaca”, “manjericão”), a basil species which is commonly used for seasoning. Hippocampal slices from young and aged rats were incubated with different concentrations of ethanol extract of Ocimum americanum (EEOA) and submitted to H2O2-induced injury; mitochondrial activity and lactate dehydrogenase (LDH) release were evaluated. The effect of acute treatment with EEOA on short-term aversive memory and biochemical parameters in hippocampus from young rats was also studied. In addition, the effect of chronic supplementation of EEOA on several biochemical parameters in hippocampus from young and aged rats was evaluated. The H2O2 significantly impaired mitochondrial activity in hippocampal slices from young and aged rats, and EEOA reversed this impaired in young rats. Besides, H2O2 enhanced LDH released by hippocampal slices in young rats; however the EEOA reduced the LDH released in both ages. The acute treatment with EEOA did not alter short-term aversive memory, as well as the content of free radicals in the hippocampus. The administration of the dimethyl sulfoxide (DMSO) increased the lipid peroxidation (LPO) whereas the acute administration of EEOA (gavage) reversed the DMSO effect. We observed an increased in free radicals content while there was no changes on LPO in hippocampus from aged rats. However, the chronic supplementation with EEOA decreased the free radical levels and LPO in aged rats. Moreover, EEOA chronic supplementation reduced TNF-α content in the hippocampus from young and aged rats and decreased IL-1β levels in young rats. The acute treatment with EEOA and the chronic supplementation did not alter AChE activity in hippocampus. Our findings suggest that the EEOA contains neuroprotective compounds. We can propose that the antioxidant properties, as well as the modulation on neuroinflammation process, can be related to neuroprotective effect.

A isquemia cerebral é a terceira maior causa de morte em países industrializados, sendo a maior causa de morbidade e mortalidade em indivíduos de meia idade e idosos. A redução do suprimento de glicose e oxigênio ao cérebro, o que ocorre na isquemia, leva a uma complexa cascata de eventos celulares, resultando em degeneração neuronal e, conseqüentemente, na perda das funções cerebrais. Altas concentrações extracelulares de glutamato ocorrem em decorrência a um episódio isquêmico devido ao bloqueio da captação de glutamato, assim como ao aumento na sua liberação e a uma reversão de seus transportadores. A manutenção de seus níveis abaixo dos neurotóxicos é realizada por transportadores de alta afinidade dependentes de sódio, principalmente nos astrócitos. Modelos de isquemia in vitro e in vivo foram utilizados nos trabalhos que compõem esta tese. No primeiro capítulo, usamos um modelo de privação de oxigênio e glicose (POG) em fatias de hipocampo de ratos jovens e adultos. A POG diminuiu a captação de glutamato em todos os tempos de reperfusão estudados em ambas as idades, sendo essa diminuição menos pronunciada em animais jovens. Fatias de hipocampo de animais adultos parecem ser mais resistentes ao insulto que as provenientes de animais jovens, visto que o dano celular se dá primeiramente nestes. A guanosina (GUO) foi capaz de evitar a queda da captação somente em animais jovens 3hs após a POG e também foi capaz de reduzir o dano celular em ambas as idades. A padronização da metodologia da captação de glutamato em cultura organotípica de fatias de hipocampo foi montada a fim de estudar alterações neste parâmetro após a POG. Nesse modelo, há um aumento da captação após 1h de reperfusão e uma queda após 24hs. A morte celular medida, pela incorporação de iodeto de propídio, foi significativa a partir das 13hs e há uma queda nos níveis de GLT-1 24hs pós-POG. A GUO protegeu parcialmente a morte induzida pela POG, mas não foi capaz de reverter a queda da captação de glutamato 24hs pós-insulto. O modelo in vivo de isquemia utilizado foi a hipóxia-isquemia (HI) neonatal. Houve um aumento da captação de glutamato 24hs pós-insulto no hemisfério ipsilateral e uma queda significativa 72hs após nos dois hemisférios. Alterações de GFAP e S100B foram analisadas. Houve um aumento dos níveis de GFAP dependente de idade nos três tempos estudados e nas duas estruturas. Nos animais submetidos à HI, o aumento de GFAP foi significativamente maior no hemisfério ipsilateral e esse foi diferente de seu respectivo controle 48 e 72hs após o insulto. Houve um aumento nos níveis de S100B dependente de idade no córtex, sem diferença entre o grupo controle e o HI. No hipocampo ipsilateral, observamos um aumento de S100B dependente de tempo no grupo HI e HI-GUO, mas somente o grupo HI-GUO foi diferente de seu controle 48 e 72hs após o insulto. A GUO não teve nenhum efeito sobre a captação de glutamato em córtex, sobre os níveis de GFAP em ambas as estruturas e sobre a S100B em córtex. O APDC, um potente agonista de receptor metabotrópico de grupo II, foi testado no modelo in vitro de POG com fatias de hipocampo. Ele foi capaz de evitar, parcialmente, a queda da captação de glutamato e esse efeito foi inibido por APICA, um antagonista de grupo II. Esses dados são preliminares e necessitam de maiores estudos. Podemos concluir que quando se usam diferentes modelos experimentais, tanto in vitro quanto in vivo, estes podem nos fornecer dados distintos sobre um mesmo parâmetro ou uma mesma droga em estudo e, mesmo assim, são importantes, pois cada modelo pode representar uma situação completamente diferente da outra. / Cerebral ischemia is the third leading cause of death in the industrialized countries being the major cause of morbidity and mortality in middle and later life. The reduction in the supply of glucose and oxygen to the brain that occurs in cerebral ischemia leads to a complex cascade of cellular events, resulting in neuronal degeneration and, consequently, in loss of brain functions. It has been shown that stroke and ischemia increase the extracellular glutamate levels due to impairment of glutamate uptake, as well as an increase in glutamate release and reversal of glutamate transporters. The maintenance of extracellular glutamate below neurotoxic levels is an essential role for glial cells and this is achieved through high affinity sodium-dependent glutamate transporters present mainly in astrocytes. Ischemic models in vitro and in vivo were used in this work. In the first chapter, we used a model of oxygen and glucose deprivation (OGD) in hippocampal slices of young and adult rats. OGD decreased glutamate uptake in all reperfusion times and in both ages studied, being this decrease less pronounced in young rats. Hippocampal slices of adult animals seemed to be more resistant to OGD than youngs, since cell damage was first seen in young. Guanosine (GUO) was able to avoid the decrease in glutamate uptake only in young animals 3h after OGD e also to reduce cell damage in both ages. To study glutamate uptake alterations after OGD in organotypic culture of hippocampal slices, we first standardized this method. There is an increase in glutamate uptake after 1h of reperfusion and a decrease 24h later. Cell death was measured by propidium iodide incorporation and it was significative increased from 13h. There is a decrease in GLT1 levels 24h after OGD. GUO was able in partially protect cells from death, but not able in recovering glutamate uptake decrease 24h after the insult. Neonatal hypoxia-ischemia (HI) was the in vivo model used here. There was an increase in glutamate uptake 24h after the insult in the ipsilateral hemisphere and a decrease 72h later in both hemispheres. GFAP and S100B alterations were also analyzed. There was an increase in GFAP levels dependent of age in all times studied and in both structures. In the HI group, the increase of GFAP was significatively higher in the ipsilateral hemisphere and this was different from its control 48 and 72h after the insult. There was an increase in S100B levels dependent of age in cortex, without difference between control and HI group. In the ipsilateral hippocampus, there was an increase of S100B dependent of time in HI and HI-GUO group, but only HI-GUO was different from its control 48 and 72h after the insult. GUO had no effect over glutamate uptake in cortex, GFAP levels in both structures, and S100B in córtex. APDC, a potent agonist of methabotropic receptors of grup II, was tested in the same OGD model used in the first chapter. APDC was able in partially avoid glutamate decrease induced by OGD in hippocampal slices, and this effect was abolished by APICA, a group II antagonist. These results are preliminary and deserve more study. We could conclude that when different experimental models are used, as in vitro or in vivo, these could give us distinct date about the same parameter or about the same drug in study, and even that happens, they are very important since each model might represent a complete different situation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262442.pdf: 2194000 bytes, checksum: dcaf9a2f8a7c05c8037c709a0c6067d1 (MD5) / O mercurio, em suas formas organicas e inorganicas, e um toxicante ambiental capaz de provocar deficits neurologicos severos em animais e humanos. O sistema nervoso em desenvolvimento apresenta uma maior suscetibilidade aos efeitos deleterios induzidos por mercuriais. Neste contexto, exposicoes durante o periodo pre#]natal e lactacional representam importantes questoes do ponto de vista toxicologico. De fato, pouco se conhece a respeito da contribuicao lactacional para o desenvolvimento de neurotoxicidade frente a intoxicacoes com mercuriais. Alem disso, nao existem tratamentos efetivos capazes de reverter completamente os efeitos toxicos do mercurio. No presente estudo, foi demonstrado que a exposicao exclusivamente lactacional de camundongos jovens ao metilmercurio, uma forma organica de mercurio, causou deficits motores que foram correlacionados com um desequilibrio no estado tiolico cerebelar. Observamos tambem, que o mercurio inorganico causou neurotoxicidade em camundongos expostos a este metal atraves do leite materno. O cerebelo de animais jovens expostos ao mercurio inorganico apresentou uma atividade glutationa redutase aumentada, um efeito que pode estar relacionado a uma resposta de defesa celular frente a acao pro#]oxidativa do mercurio sobre tiois endogenos. Em contrapartida, os camundongos jovens expostos ao metilmercurio nao demonstraram esta resposta, o que aponta para mecanismos moleculares de resposta distintos para as diferentes formas de mercurio, sendo este fenomeno importante do ponto de vista toxicologico. O tratamento de animais adultos com metilmercurio por via oral causou uma diminuicao significativa na atividade glutationa peroxidase cerebral, uma enzima primaria no processo de detoxificacao de peroxidos produzidos endogenamente. Este efeito ocorreu em paralelo a um aumento na proteolise da enzima poli(ADP ribose) polimerase, um indice de apoptose. Em estudos in vitro, nossos dados demonstraram uma participacao importante do peroxido de hidrogenio como mediador da neurotoxicidade induzida por mercuriais e este fato foi acompanhado por uma marcante inibicao da enzima antioxidante glutationa peroxidase mitocondrial. O bloqueio da atividade desta enzima com acido mercaptosuccinico aumentou o estresse oxidativo e a disfuncao mitocondrial induzida pelos mercuriais in vitro. A incubacao de celulas de neuroblastoma humano SH#]SY5Y com metilmercurio causou uma diminuicao significativa na atividade glutationa peroxidase destas celulas. Este efeito tornou as celulas menos eficientes em degradar peroxido de hidrogenio e ocasionou um aumento na expressao de marcadores de dano oxidativo. Alem disso, a inibicao da lutationa peroxidase com acido mercaptosuccinico potencializou a perda de viabilidade celular e aumentou significativamente a expressao de marcadores de apoptose. O tratamento de animais adultos com extrato hidroalcoolico da planta Polygala paniculata preveniu os efeitos comportamentais e relacionados ao estresse oxidativo induzidos pelo tratamento com metilmercurio administrado por via oral. Este efeito se deu provavelmente devido a acao antioxidante do extrato. Em estudos in vitro, demonstramos a participacao do flavonoide quercetina como um importante mediador da neuroprotecao induzida pelo extrato de Polygala frente aos efeitos toxicos do metilmercurio. Alem disso, o flavonoide miricetina tambem apresentou efeito benefico contra a disfuncao mitocondrial e estresse oxidativo induzidos por metilmercurio in vitro. Em conclusao, nossos dados apontam para o sistema antioxidante da glutationa como um importante alvo molecular na neurotoxicidade induzida por mercuriais, onde disturbios no sistema antioxidante, causados por estes agentes, levam a um quadro de estresse oxidativo associado a disfuncao mitocondrial e aumentam a expressao de marcadores de morte celular. O extrato hidroalcoolico da planta Polygala paniculata, bem como os flavonoides quercetina e miricetina, representam potenciais agentes neuroprotetores contra a toxicidade induzida por mercuriais Mercury, in its organic and inorganic forms, is a potent environmental toxicant able to induce neurological deficits in both animals and humans. The developing central nervous system is particularly susceptible to the deleterious effects of mercury compounds. In this regard, mercury exposures during the pre#]natal and lactational periods are main factors from a toxicological point of view. In fact, little is known about the exclusive contribution of the lactational exposure to mercury and its relationship with neurotoxicity. In addition, there are no available treatments able to totally block mercurials#]induced toxicity. In the present study, we demonstrate that the exposure of young mice to methylmercury, an organic form of mercury, exclusively via maternal milk induces motor deficits associated with disturbs in the cerebellar thiol homeostasis. We also show that inorganic mercury caused neurotoxicity by exposure of young mice exclusively through the lactational route. The pups exposed to inorganic mercury presented an increased activity of the antioxidant enzyme glutathione reductase in the cerebellum. This effect appears to be related to an antioxidant response against the well known pro#]oxidative actions of mercury towards endogenous thiols. On the other hand, pups exposed to methylmercury through maternal milk did not show such adaptative response, pointing to different molecular mechanisms of action of the distinct forms of mercury. From a toxicological point of view, this is an important finding. Treatment of adult mice with methylmercury via oral route caused a significant decrease on the glutathione peroxidase activity in the brain. This enzyme is a main antioxidant defence against the deleterious effects of indogenous peroxides. This phenomenon was concomitant with an increase in poly(ADP ribose) polymerase proteolysis, an index of apoptosis. During in vitro studies, our data shows the central role of hydrogen peroxide as an important contributor to the neurotoxicity induced by mercuric compounds. We also show the inhibitory effect of methylmercury on mitochondrial glutathione peroxidase. The blockade of this enzyme with mercaptosuccinic acid caused an increase of oxidative stress markers and mitochondrial dysfunction induced by mercurials in vitro. The incubation of human neuroblastoma cells SH#]SY5Y with methylmercury caused a significant decrease on glutathione peroxidase activity. This effect resulted in a decreased ability of cells to remove hydrogen peroxide from the culture medium, causing an increase in the endogenous formation of peroxides. In addition, the inhibition of glutathione peroxidase improved the methylmercury#]induced anti#]viability effect and potentiated apoptosis. Treatment of adult animals with Polygala paniculata extract prevented the effects of methylmercury in inducing motor deficits and oxidative stress. This effect is probably related to the antioxidant actions of the extract. During in vitro studies, we demonstrated the participation of the flavonoid quercetin as an important mediator on the neuroprotection induced by Polygala extract. In addition, the flavonoid myricetin also displayed beneficial effects against methylmercury induced mitochondrial dysfunction and oxidative stress in vitro. In summary, our data point to the glutathione antioxidant system as an important molecular target for mercury#]induced neurotoxicity. Disturbances in this cellular defence system can induce oxidative stress associated with mitochondrial dysfunction and apoptosis. The Polygala paniculata extract, as well as the flavonoids quercetin and myricetin, may be potential therapeutic agents against mercury induced neurotoxicity.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:18:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 352119.pdf: 4972576 bytes, checksum: 05fc7a5313c13169d9a9402ceb8a159b (MD5) Previous issue date: 2017 / A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum em humanos, sendo classicamente caracterizada por sintomas motores que estão relacionados à degeneração de neurônios dopaminérgicos da via nigroestriatal. A etiologia da DP ainda não é completamente compreendida, mas acredita-se que se trata de uma doença multifatorial, onde fatores genéticos e ambientais influenciam no seu desenvolvimento. Entre os fatores ambientais, a exposição a pesticidas, como o ziram (dimetilditiocarbamato de zinco), vem ganhando destaque. A exposição ocupacional e residencial ao ziram foi recentemente relacionada ao aumento do risco do desenvolvimento da DP. Diferentes sais de dimetilditiocarbamato são amplamente utilizados na agricultura e indústria, expondo a população em geral aos seus efeitos tóxicos. Estes contaminantes ambientais podem atingir estruturas encefálicas através do sistema olfatório, via nervos olfatório e trigêmeo, ou mesmo pela passagem transcelular a partir da mucosa nasal. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da administração intranasal (i.n.) de dimetilditiocarbamato de sódio (NaDMDC), um sal mais solúvel de dimetilditiocarbamato, sobre os comportamentos motores e as alterações bioquímicas relacionadas ao estresse oxidativo/nitrosativo, inflamação e sistema dopaminérgico de camundongos. Além disso, avaliou-se possíveis alterações no sistema melatoninérgico (níveis de melatonina e seus receptores MT1 e MT2) no sistema nervoso central (SNC) de camundongos após a administração i.n. de NaDMDC e o efeito do tratamento com a melatonina sobre as alterações comportamentais e bioquímicas induzidas pelo NaDMDC. A administração de NaDMDC (1 mg/narina/dia) por quatro dias consecutivos induziu déficits motores avaliados no teste do campo aberto, escore neurológico de severidade (ENS) e rotarod até o dia 7 após a última administração da toxina. Os déficits comportamentais no teste do rotarod assim como a redução da massa corporal induzida pelo NaDMDC foram observados até o 35o dia após o término da administração. O tratamento com os fármacos usados no tratamento da DP L-DOPA e apomorfina atenuaram os déficits locomotores induzidos pelo NaDMDC. As alterações comportamentais foram relacionadas ao aumento inicial dos níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs) no bulbo olfatório (BO) e estriado, 2 horas e 24 horas após a última administração, além de dano a membrana celular no estriado, a qual demonstrou ser mais susceptível a toxicidade exercida pelo NaDMDC. A administração de NaDMDC também provocou o aumento de metabólitos do estresse oxidativo/nitrosativo no BO, estriado, córtex pré-frontal e hipocampo, assim como o aumento nos níveis do fator de necrose tumoral-a (TNF-a) no BO e estriado, 24 horas após a última administração de NaDMDC. Com relação ao sistema dopaminérgico, a administração de NaDMDC provocou um aumento no imunoconteúdo de tirosina hidroxilase (TH) no estriado, no 1o e 7o dia após a última administração de NaDMDC, e a sua redução no 35o dia. No dia 1 após o tratamento com NaDMDC observou-se uma redução nos níveis de dopamina e o aumento no seu turnover no estriado. Com relação ao sistema melatoninérgico, a administração de NaDMDC aumentou os níveis de melatonina no BO, nos dias 1 e 7, e no hipocampo no dia 1. Além disso, observou-se um aumento no dia 1 após o término do tratamento com NaDMDC no imunoconteúdo do receptor melatoninérgico MT2 no BO. O tratamento com melatonina (30 mg/kg, via intraperitoneal), 1 h antes de cada administração de NaDMDC, preveniu o aparecimento de déficits motores, perda de massa corporal, alterações do sistema dopaminérgico, assim como, inibiu o aumento de metabólitos do estresse oxidativo/nitrosativo no BO, estriado e córtex pré-frontal dos animais. Em conjunto, estes resultados demonstram que a administração i.n. de NaDMDC provoca alterações comportamentais e bioquímicas em camundongos relacionadas à DP. O presente estudo demonstra de maneira pioneira que o tratamento com a melatonina possui efeitos neuroprotetores frente à toxicidade exercida pelo NaDMDC, o que destaca o potencial terapêutico deste neuro-hormônio em condições de dano neuronal. / Abstract : Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in humans, being classically characterized by motor symptoms, which are related to the dopaminergic neuronal loss in the nigrostriatal pathway. The primary PD etiology remais unclear, but it is believed to be a multifactorial disease, where the combination of genetic and environmental factors influence its development. Among environmental factors, exposure to pesticides, such as ziram (zinc dimethyldithiocarbamate), has been highlighted. Occupational and residential exposure to ziram has recently been linked to increased risk of PD developing. Different dimethyldithiocarbamate salts are widely used in agriculture and industry, exposing the general population to their toxic effects. These environmental contaminants can target encephalic structures to exert their toxic effects via the olfactory pathway, through olfactory and trigeminal nerves, or even through transcellular passage from nasal mucosa. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of intranasal (i.n.) administration of sodium dimethyldithiocarbamate (NaDMDC), a more soluble salt of dimethyldithiocarbamate, on motor function and biochemical changes related to oxidative/nitrosative stress, inflammation and dopaminergic system of mice. In addition, putative NaDMDC-induced alterations on the melatoninergic system in the central nervous system (CNS) and the effects of melatonin treatment on changes caused by NaDMDC were also evaluated. I.n. administration of NaDMDC (1 mg/nostril/day) for four consecutive days induced motor deficits addressed in the open field, neurological severity score (NSS) and rotarod tests up to day 7 after the last administration. Behavioral deficits in the rotarod test as well as the reduction of body mass induced by NaDMDC were found to remain significant up to 35th day after the end of its administration. Pharmacological treatment with the anti-parkinsonian drugs L-DOPA and apomorphine improved the locomotor deficits induced by NaDMDC. Behavioral changes were related to the initial increase of reactive oxygen species (ROS) levels in the olfactory bulb (OB) and striatum, 2 hours and 24 hours after the last administration, besides cell membrane damage in the striatum, which proved to be more susceptible to NaDMDC toxicity. The administration of NaDMDC also increased oxidative/nitrosative stress metabolites in OB, striatum, prefrontal cortex and hippocampus, as well as increased tumor necrosis factor-a (TNF-a) levels in the BO and striatum, 24 hours after the last NaDMDC administration. Regarding the dopaminergic system, administration of NaDMDC increased striatal tyrosine hydroxylase (TH) immunocontent on the 1st and 7th day after the last administration of NaDMDC, and decreased TH levels in the 35th day. On day 1, there was a reduction in dopamine levels and an increase in dopamine turnover in the striatum. Regarding the melatoninerg system, the administration of NaDMDC increased the OB melatonin levels on days 1 and 7, whereas in the hippocampus only on day 1. In addition, on day 1 after the end of NaDMDC treatment, the immunocontent of melatonin MT2 receptor was increased in the OB. Treatment with melatonin (30 mg/kg intraperitoneally), 1 h before each administration of NaDMDC, prevented the onset of motor deficits, loss of body mass, changes in the dopaminergic system, as well as inhibited the increase of stress oxidative/nitrosative metabolites in OB, striatum and prefrontal cortex in animals. Taken together, these results demonstrate that i.n. NaDMDC administration promotes behavioral and biochemical changes in mice, related to PD in humans. These findings reinforce the relationship of dimethyldithiocarbamate exposure with increased PD development risk, as well as highlight the importance of olfactory vectoring of environmental toxins as a possible access route to the CNS. Finally, we demonstrated for the first time that treatment with melatonin exerts neuroprotective effects against the NaDMDC toxicity, reinforcing the therapeutic potential of this neurohormone in neuronal damage conditions including PD.