A acidemia glutárica do tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência da glutaril-CoA desidrogenase (GCDH), uma enzima responsável pelo catabolismo da lisina, hidroxilisina e triptofano. A deficiência da atividade da GCDH leva ao acúmulo nos fluidos corporais e no cérebro predominantemente de ácido glutárico (AG) e em menor grau do ácido 3- hidroxiglutárico e do ácido glutacônico. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica ocorrem usualmente entre 6 e 24 meses de vida, resultando numa destruição irreversível de regiões cerebrais suscetíveis, em particular o estriado, e subseqüentemente alterações severas dos movimentos, como distonia e discinesia. Apesar dos sintomas neurológicos severos e alterações neuropatológicas cerebrais importantes (atrofia cerebral), os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro do AG sobre vários parâmetros do sistema glutamatérgico, tais como a união de glutamato a membranas plasmáticas sinápticas na presença e ausência de sódio, a captação de glutamato por fatias cerebrais e a liberação de glutamato induzida por potássio por preparações sinaptossomais de córtex cerebral e estriado ou cérebro médio de ratos ao longo do desenvolvimento. Primeiro, observamos que o AG diminui a união de glutamato Na+-independente a membranas sinápticas de córtex cerebral e cérebro médio de ratos de 7 e 15 dias de vida, evidenciando uma possível competição entre o glutamato e o AG por sítios de receptores glutamatérgicos. Visto que uma diminuição da união de glutamato Na+- independente pode representar uma interação do AG com receptores glutamatérgicos, investigamos se AG interage com receptores glutamatérgicos pela adição de antagonistas de receptores NMDA e não-NMDA. Verificamos que, em córtex cerebral de ratos de 15 dias de vida, o AG e o CNQX (antagonista de receptores não-NMDA) diminuem a união de glutamato em 20 e 40 %, respectivamente, e que a co-incubação desses compostos não provoca um efeito aditivo, sugerindo que a união do AG e do CNQX ao receptor não-NMDA ocorre provavelmente através do mesmo sítio. Resultados semelhantes foram encontrados em cérebro médio de ratos de 15 dias de vida. Por outro lado, o AG não alterou a união de glutamato na presença de sódio tanto em córtex cerebral como em cérebro médio e/ou estriado, sugerindo que o AG não compete pelos transportadores de glutamato. Também observamos que o AG diminui a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos de 7 dias de vida, o que pode provavelmente resultar num excesso de glutamato na fenda sináptica levando à excitotoxicidade, o que pode ser relacionado com o dano cerebral característico dos pacientes com AG I. A inibição da captação de glutamato por fatias não foi prevenida pela pré-incubação com creatina e N-acetilcisteína, sugerindo que essa ação do AG provavelmente não se deva a um efeito indireto reduzindo o metabolismo energético ou aumentando a produção de radicais livres. Finalmente, verificamos que o AG não alterou a liberação de glutamato estimulada por potássio por sinaptossomas. Assim, concluímos que o AG pode alterar o sistema glutamatérgico durante o desenvolvimento cerebral, resultando em possíveis ações deletérias sobre o SNC que podem explicar ao menos em parte a neuropatogenia da AG I.

Pesquisadores têm demonstrado que o estresse por contenção produz danos hipocampais e corticais, levando a consequências adversas no cérebro, como o aumento da sua vulnerabilidade a insultos. As alterações nos neurônios de córtex e hipocampo induzidas pelo estresse incluem, por exemplo, alterações nos espinhos dendríticos e na conectividade sináptica. Grande parte dos estudos que envolvem os efeitos do estresse foram conduzidos em machos, mas a resposta e adaptação ao estresse parece ser diferentes nas fêmeas. A cafeína é o estimulante mais amplamente consumido no mundo e está presente em várias fontes alimentares consumidas mundialmente, como bebidas à base de cola, barras de chocolate e refrigerantes. Estudos indicam que os efeitos agudos da cafeína e do estresse podem aumentar a expressão da citocromo oxidase, uma enzima da cadeia transportadora de elétrons mitocondrial. Por outro lado, anormalidades na cadeia respiratória têm sido identificadas em diversas doenças neurodegenerativas, e o local destes defeitos varia de acordo com os mecanismos patogênicos envolvidos em cada doença. Visto que alterações mitocondriais podem estar associadas com doenças neurodegenerativas, o objetivo deste estudo foi verificar o efeito da cafeína (1g/L) e da exposição ao estresse crônico (contenção, 5 dias por semana/ 40 dias) em parâmetros mitocondriais em hipocampo, córtex cerebral e estriado de ratos Wistar machos e fêmeas. Além disso, nós avaliamos os efeitos destes tratamentos crônicos no conteúdo de sinaptofisina e MAP2 em hipocampo. No presente estudo foi encontrado que o conteúdo de sinaptofisina e MAP2 não foi afetado pelo estresse crônico e/ou cafeína, talvez devido à adaptação. Por outro lado, o estresse e a cafeína causaram alterações sexo e estrutura-específicos nos parâmetros mitocondriais analisados neste estudo. Visto que a cafeína apresentou pequenas alterações nos parâmetros mitocondriais analisados, acreditamos que o mecanismo da neuroproteção provocado pelo consumo crônico de cafeína não está relacionado com alterações na atividade das enzimas da cadeia respiratória. / Researchers have reported that restraint stress produces hippocampal and cortical damage leading to adverse consequences on brain function which can increase the brain vulnerability to insults. The stress alterations in neurons from cortex and hippocampus include, for example, changes in dendritic spines and synaptic connectivity. Most studies on stress effects were conducted in males but the response and adaptation to stress appear to be different in females. Caffeine is the most widely consumed stimulant in the world and is present in a number of dietary sources consumed worldwide, i.e., tea, cocoa beverages, chocolate bars and soft drinks. Studies indicate that acute caffeine and stress can increase the expression of cytochrome oxidase, a mitochondrial protein. On the other hand, abnormalities of mitochondrial respiratory chain have been identified in several neurodegenerative disorders and the locus of these defects probably varies according to the pathogenic mechanisms involved in each disorder. Since mitochondrial alteration can be associated with neurodegenerative disorders, the aim of the present study was to verify the effect of caffeine (1g/L) and stress (restraint stress 5 days week/ 40 days) chronic exposition in mitochondrial parameters in hippocampus, cortex and striatum of male and female Wistar rats. Also, we evaluated the effects of these chronic treatments on synaptophysin and MAP2 content in hippocampus. We found that synaptophysin and MAP2 content was not affected by chronic stress and/or caffeine, perhaps due to adaptation. On the other hand, stress and caffeine caused a sex and structure-specific alterations in mitochondrial parameters analyzed in this study. Since caffeine presented small changes in the analyzed mitochondrial parameters, we believe that the mechanism of neuroprotection provoked by caffeine chronic consumption is not related to alterations in respiratory chain enzymes activity.

Objetivo Geral: O objetivo geral desta tese é investigar os aspectos clínicos, neurobiológicos e cognitivos do transtorno bipolar associados à comorbidade ansiosa, e, mais especificamente, às experiências traumáticas. Métodos: Pacientes ambulatoriais com diagnóstico de Transtorno Bipolar I ou II de acordo com DSM-IV foram recrutados para todos as estudos. No primeiro estudo transversal, 162 pacientes preencheram a escala WHOQOL-BREF, que avalia qualidade de vida. Estes foram divididos de acordo com a presença ou ausência de comorbidade com transtorno de ansiedade, para fins de comparação em relação à qualidade de vida e a variáveis clínicas. Para o segundo estudo, 163 pacientes tiveram sangue coletado para medida de BDNF sérico. Estes pacientes foram divididos de acordo com a presença ou ausência de experiência traumática, conforme os critérios A1 e A2 do DSM-IV, para fins de comparação em relação aos níveis séricos de BDNF e variáveis clínicas. Finalmente, para avaliar a memória emocional, recrutamos 20 pacientes eutímicos e 20 controles pareados por sexo, idade e anos de estudo. Os participantes foram designados a assistir a uma história de conteúdo emocional ou neutro. Uma semana depois um teste de memória foi aplicado.A presença de comorbidade ansiosa no TB está associada a escores mais baixos de qualidade de vida em todos os domínios da WHOQOL-BREF. A piora na qualidade de vida se mantém estatísticamente significativa no domínio psicológico, mesmo depois de controlar para o nível de depressão, como fator de confusão. A presença de comorbidade com transtorno de ansiedade no TB também se mostrou associada ao abuso e à dependência de álcool, à ciclagem rápida, à psicose, ao número de tentativas de suicídio e a um pior funcionamento. A presença de experiências traumáticas no TB está associada ao uso e ao abuso de álcool, à comorbidade com transtornos de ansiedade e a níveis séricos de BDNF mais baixos, em comparação com os pacientes sem eventos traumáticos. Em relação à função da amígdala, os controles normais, conforme o esperado, apresentaram melhor memória para a informação com impacto emocional. No entanto, esse mecanismo de aumento da memória para o conteúdo emocional em relação ao neutro, não foi observado no TB. Além disso, os pacientes bipolares não perceberam apropriadamente o impacto emocional da informação. De forma geral, os pacientes com TB tiveram um pior desempenho na evocação da memória, em comparação com os controles. Discussão: Os resultados indicam que a presença tanto de comorbidade com transtorno de ansiedade quanto de experiências traumáticas no TB estão associadas à maior gravidade das variáveis clínicas. Isso pode ser explicado, em parte, pelos níveis reduzidos de BDNF associados a experiências traumáticas, e em parte, pela disfunção da amígdala, e consequentemente do processamento das emoções, observada no TB. / The aim of this thesis is to examine the clinical, neurobiological and cognitive aspects of bipolar disorder when associated with anxiety comorbidity and, more specifically, with traumatic experiences. Methods: Bipolar Disorder outpatients type I and II, as diagnosed by DSM-IV criteria, were recruited for all studies. In the first study, 162 patients were assessed using the WHOQOL-BREF, as quality of life measure. Subjects with and without anxiety comorbidity were compared in regards of quality of life scores and clinical features. In the second study, 163 patients had blood withdrawn for BDNF measure. The reported TE was assessed using DSM-IV A1 and A2 criteria. Subjects were divided in two groups according to presence or absence of lifetime TE. The levels of BDNF, comorbidity and other clinical features were compared between groups. Finally, in order to evaluate emotional memory, 20 euthymic bipolar patients and 20 sex, age and schooling years matched controls were recruited. Participants were shown a slide show of an emotionally neutral story, or a closely matched emotionally arousing story. One week later participants were assessed on a memory-recall test. Results: Anxiety comorbidity in BD patients was associated with lower scores in all domains of quality of life. The impact of anxiety comorbidity on the psychological domain of the WHOQOL-BREF was kept, even when the current level of depression was added to the model as a confounding factor. Current anxiety comorbidity was also associated with lifetime alcohol abuse and dependence, rapid cycling, lifetime psychosis, number of suicide attempts, and a lower score in a functioning measure. Our results indicated that bipolar patients with a history of TE have alcohol abuse/dependence, anxiety comorbidity, and lower levels of serum BDNF compared with those without a history of TE. The results for emotional memory showed that, as expected, healthy controls presented a clear pattern of increased memory for the emotional content. In contrast, bipolar patients had no enhancement of memory for the emotional content as they recalled both neutral and emotional version in the same manner. The self report of emotional impact of emotional condition was significantly different from neutral condition in controls but not in patients. Bipolar patients also presented a lower overall recall rate than controls. Discussion: The results suggest that either anxiety comorbidity or traumatic experiences in bipolar disorder are associated with a worse clinical presentation. Further, the results suggest that this may be in part explained by lower BDNF levels associated with traumatic events and in part by amygdala dysfunction and, consequently, impaired emotional memory circuitry observed in BD patients.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290493.pdf: 1377229 bytes, checksum: f31b828d766c78322c4be4d70267bb08 (MD5) / A contaminação ambiental por metais é um fator de risco para a saúde pública, sendo o sistema nervoso central (SNC) um importante alvo desses compostos. Exposição excessiva ao manganês (Mn2+) pode causar uma síndrome semelhante ao Parkinson, com perda de neurônios dopaminérgicos, chamada manganismo. Estresse oxidativo e alteração de vias de sinalização intracelular em resposta ao Mn2+ têm sido demonstrados em vários modelos de culturas celulares. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade do Mn2+ (1-1000 µM) de gerar morte celular e alterar a atividade de proteínas cinases ativadas por mitógenos (MAPKs) após incubações in vitro de fatias hipocampais e estriatais obtidas de ratos imaturos e ratos adultos. Avaliamos também a viabilidade celular pelo teste do MTT em células de neuroblastoma humano SH-SY5Y indiferenciadas expostas ao metal. Os resultados mostraram que o Mn2+ (1-1000 µM) não causou alteração na viabilidade das células SH-SY5Y avaliada em 12 e 24h. Os testes de liberação da lactato desidrogenase (LDH) e endocitose do corante vermelho neutro realizados após 3 horas de incubação com Mn2+ não demonstraram alteração da viabilidade celular das fatias estriatais de ratos imaturos. Os resultados do teste do MTT demonstraram uma queda de 19% da viabilidade em fatias estriatais obtidas de ratos adultos e após 6 horas de exposição ao metal. Esse efeito foi acompanhado por um aumento na fosforilação de p38MAPK, avaliada por western blotting. Nas fatias estriatais obtidas de ratos imaturos não houve alteração da viabilidade, entretanto, ocorreu aumento na fosforilação de ERK2 e JNK1/2 após 6 horas de incubação com o Mn2+. Estes dados reforçam a idéia do estriado como região vulnerável à neurotoxicidade do Mn2+. Além disso, mostram que o Mn2+ pode alterar a atividade de vias de sinalização intracelular dependentes de MAPKs em fase crítica do desenvolvimento neural. Os resultados obtidos com o modelo de cultura celular não estão de acordo com a literatura, porém é preciso confirmar se as células SH-SY5Y indiferenciadas são ideais como modelo de neurônios dopaminérgicos. / Environmental contamination by metals is a risk factor for public health, and the central nervous system (CNS) is an important target. Excessive exposure to manganese (Mn2+) can cause a syndrome similar to Parkinson's disease, with loss of dopaminergic neurons, called manganism. Oxidative stress and alteration of intracellular signaling pathways in response to Mn2+ have been demonstrated in various models of cell cultures. The aim of this study was to evaluate the ability of Mn2+ (1-1000 µM) to generate cell death and alter the activity of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) after in vitro incubations of hippocampal and striatal slices obtained from immature rats and adult rats. We also evaluated cell viability by the MTT assay in undifferentiated human neuroblastoma cells SH-SY5Y exposed to the metal. The results showed that Mn2+ (1-1000 µM) did not change the SH-SY5Y cells viability after 12 and 24 hours. Tests for release of lactate dehydrogenase (LDH) and endocytosis of neutral red dye showed no changes in cell viability of the striatal slices from immature rats after 3h exposure to Mn2+. The results of the MTT assay showed a 19% decrease in the cell viability of striatal slices obtained from adult rats after 6 hours of exposure to the metal. This effect was accompanied by an increase in phosphorylation of p38MAPK, assessed by western blotting. In striatal slices obtained from immature rats Mn2+ did not alter the cell viability, however, it induced an increase in ERK2 and JNK1/2 phosphorylation after 6 hours of incubation. These data reinforce the striatum as a vulnerable region to Mn2+ neurotoxicity. Moreover, it suggests that Mn2+ can alter the activity of cell signaling pathways dependent on MAPKs in a critic neurodevelopmental period. The results obtained with the cell culture model are not in agreement with the literature. However, we must confirm that the undifferentiated SH-SY5Y cells are a suitable model of dopaminergic neurons.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-30T11:48:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 732035 bytes, checksum: e566beb08542c7f822d63c1a7e7d35ae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-30T11:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 732035 bytes, checksum: e566beb08542c7f822d63c1a7e7d35ae (MD5) Previous issue date: 2004-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento pós-embrionário dos insetos apresenta uma reorganização profunda no sistema nervoso, como uma adequação à futura vida adulta. Porém, a plasticidade do sistema nervoso também ocorre durante a vida adulta devido a plasticidade comportamental, idade, sexo e do status endócrino. Neste estudo, foram avaliadas as mudanças estruturais sofridas no cérebro em representantes das castas reprodutiva e operária de Camponotus rufipes, com ênfase nas operárias polimórficas, e confrontadas com a titulação de hormônios morfogenéticos e seu repertório comportamental, visando possíveis relações entre ambos. Os resultados confirmaram a ocorrência de plasticidade neural pós- embrionária, bem como adulta. No entanto, a influência hormonal e comportamental neste fenômeno apresentou perfis distintos principalmente nas subcastas de operárias, sobretudo nas operárias minor. Operárias minor com três dias de vida adulta apresentaram altos títulos de hormônio juvenil e volume total do cérebro, mas operárias com idades a partir dos sete dias de vida, apresentaram valores decrescentes do volume do cérebro embora com repertório comportamental significante. No entanto, os altos títulos observados nas operárias major de 45 dias e a ausência de certos atos comportamentais não apresentaram qualquer relação com o volume do cérebro, trazendo dúvidas sobre a influência destes na plasticidade cerebral. É possível que as adaptações hormonais e comportamentais sejam cíclicas, visto que o volume total do cérebro das operárias menores apresentou platôs em momentos distintos da vida adulta, possivelmente em resposta a fatores que promovam aprendizagem e memória. O volume da neurópila das subcastas de operárias parece ser correlacionado à idade, sugerindo o aumento de ramificações neuronais e possível atividade sináptica, em resposta à adição de informações processadas ao longo do tempo. / The post-embryonic development of the insects shows a great reorganization in the nervous system, as an adaptation to the future adult stage. However, the plasticity of the nervous system also occurs during the adult life due to behavioral plasticity, age, sex and endocrine status. This work studied the structural changes in the brain of virgin females, queens and workers of Camponotus rufipes, with emphasis in the polymorphic workers. Morphogenetic hormones titers and behavioral patterns were analysed, in order to assess their possible relationship and changes in the brain volume. Results showed the occurrence of neuroplasticity during the post- embryonic and adult stages. In contrast, the hormonal and behavioral effects in the brain volume differed mainly in the worker subcasts, mostly in the minor workers. Minor workers of three days old have high juvenile hormone titers and large brain volume, but in seven-days-old worker the brain volume decrease and the significant behavioral patterns began to occur. However, the high juvenile hormone titers found in the 45-days-old major workers and the absence of behavioral patterns does not suggest any relationship with the brain volume, bringing doubts on the influence of behavior and hormone in the brain plasticity. It is possible that hormonal and behavioral adaptations are cyclical, because the total brain volume in the minor workers showed plateaus in different moments of the adulthood, possibly in response to factors that promote learning and memory. Neuropile volume of worker subcasts seems to be affected by age, suggesting the increase of neuronal branches and possible synaptic activities, in response to the addition of information processed during the ant life span. / Não foi localizado o cpf do autor.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-21T16:21:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 965113 bytes, checksum: 72ae7b093bb36fbc7faf46eb3492af20 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T16:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 965113 bytes, checksum: 72ae7b093bb36fbc7faf46eb3492af20 (MD5) Previous issue date: 2000-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi estudar a morfologia do cérebro de Acromyrmex subterraneus subterraneus, durante o desenvolvimento pós- embrionário, acompanhando seu crescimento através da observação de suas estruturas internas e suas dimensões, bem como da atividade proliferativa de suas células. As alterações encontradas durante o desenvolvimento do cérebro foram relacionadas com a possível influência de hormônios morfogenéticos e aspectos futuros do comportamento de cada casta de A. s. subterraneus, já que no cérebro desta, por se tratar de um inseto social, existem subcompartimentos supostamente responsáveis pela memória e aprendizagem. O material biológico foi obtido de colônias mantidas no Insetário da Universidade Federal de Viçosa. Em todas as análises, os indivíduos foram classificados por idade, de acordo com a intensidade da cor do olho e do corpo, a saber: pré-pupa, também chamada larva pós-defecante; pupa de olho despigmentado; pupa de olho fracamente pigmentado (pigmentação rósea clara); pupa de olho mediamente pigmentado (marrom); pupa de corpo pigmentado (cutícula amarelada) e indivíduos adultos. Na análise morfológica e mitótica, só foram utilizadas pupas de operárias maiores e, na análise morfométrica, também foram utilizadas pupas de machos e rainhas. Para descrições morfológicas, foram realizados exames histológicos. Quatro grupos de células foram observados: as células de Kenyon, os neuroblastos precursores destas, as células da glia e um último, identificado como interneurônios. A morfologia do cérebro de A. s. subterraneus em desenvolvimento mostra padrões fixos na sua estrutura desde o estágio de pré-pupa, indicando alterações mitóticas principalmente na região dos corpora pedunculata, e morfológicas, quando da ocupação do cérebro pela neurópila. Além disso, a atividade proliferativa de células nervosas durante a fase pupal mostra uma certa flutuação e, em diferentes fases, apresentam sítios de divisão diferentes. Comparações da área do cérebro mostram que, em operárias e machos, a área total apresenta maior desenvolvimento no estágio adulto. Em rainhas, a variação do crescimento não é significativa nos diferentes estágios, sugerindo um crescimento proporcional das estruturas internas do cérebro. Com a análise citogenética, observou-se que grande quantidade de prófases e metáfases ocorreram desde a fase de pré-pupa até a fase de corpo pigmentado, mas aquelas metáfases consideradas “ótimas” para análise citogenética foram encontradas nas fases de pré-pupa e pupas de olho despigmentado. / The purpose of this work was to study the brain morphology in Acromyrmex subterraneus subterraneus, during the post-embryonic development, following its growth by means of morphometric analysis of its inner structrures as well as the cell proliferation activity. The changes found during the brain development were associated with a possible morphogenetic hormone role and future behavior aspects in each A. s. subterraneus caste, because in this ant, such as other social insects, the brain has subcompartments which are commonly associated with learning and memory. The ants were obtained from nests placed in the Federal University of Viçosa. There were examined workers, queens and males of different developmental stages. The pupal stages were judged by the color of their eyes: unpigmented, light red, dark red and black. Adults of the three castes and prepupae of workers were also examined. However, only workers were used for morphological and proliferative analysis. Standard histological methods showed four groups of cells: Kenyon cells, neuroblasts, glial cells and interneurons. The morphology of the brain during the development indicated unchanged patterns in its structure from prepupae until adult, demonstrating mitotic activity mainly in the mushroom bodies. The morphological variations were related with the neuropile growth. In addition, the mitotic activity during the pupae development showed some variations among the pupal stages, because different stages have different brain places where cell division occurs. Morphometrical data showed that in workers and males the greater was found in adult. In queens, the growth variation was not significant among the examined stages, suggesting a proportional growth of the inner structures of the brain. The cytogenetical analysis that the greater number of prophases and metaphases occurs from the prepupae until black eyes pupae, but those metaphases considered useful for cytogenetic studies were found in prepupae and unpigmented eyes pupae only. / Dissertação importada do Alexandria

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348740.pdf: 1813084 bytes, checksum: 9fa3d648d4ccff8a20e8857951c99b25 (MD5) Previous issue date: 2017 / A doença de Huntington (DH) é uma doença neurodegenerativa causada por uma expansão de repetições CAG no gene que codifica a proteína huntingtina. O estágio sintomático é definido pelo aparecimento de sintomas motores. Entretanto, sintomas psiquiátricos, incluindo humor deprimido, são características comuns da DH e podem ocorrer até uma década antes da manifestação dos sintomas motores. Os camundongos transgênicos YAC128 são um modelo da DH e apresentam comportamento tipo-depressivo e déficits cognitivos antes dos sintomas motores, similar ao que ocorre em humanos. O que nos permite estudar as alterações comportamentais emocionais sem confundir com os efeitos causados pela deficiência motora. Neste estudo os camundongos YAC128 foram utilizados para testar os efeitos do tratamento intranasal (i.n.) por 15 dias com o fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) na dose de 1,66 µg/kg na prevenção dos comportamentos tipo-depressivo. Os camundongos YAC128 tratados com BDNF apresentaram uma diminuição do comportamento anedônico nos testes de preferência a sacarose e no teste de borrifagem de sacarose. Além disso, o tratamento com BDNF i.n. foi capaz de prevenir o aumento do tempo de imobilidade no teste de suspensão pela cauda e no teste do nado forçado sem alterar a locomoção no campo aberto. Investigou-se posteriormente se o efeito do tipo-antidepressivo do BDNF estava associado com uma modulação da neurogênese hipocampal. Entretanto, o tratamento i.n. com BDNF por 15 dias aumentou a proliferação celular (Ki-67) e a diferenciação neuronal (DCX) no giro denteado (GD) hipocampal dos camundongos selvagens sem alterar estes parâmetros nos animais YAC128. Com o objetivo de verificar se as alterações comportamentais ocorreram devido a um aumento na neuroplasticidade avaliou-se a densidade dendrítica destes animais. Nossos resultados mostram que o tratamento com BDNF na dose utilizada não foi capaz de modificar a plasticidade dendrítica. Em conclusão, nossos resultados sugerem que a administração não invasiva de BDNF por via i.n. pode ter um importante potencial terapêutico para tratar sintomas tipo-depressivos em pacientes em estágios iniciais da DH sem alterar a neurogênese e a plasticidade dendrítica. / Abstract : Huntington disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by an expanded CAG repeat in the Huntington?s disease gene. The symptomatic stage of the disease is defined by the onset of motor symptoms. However, psychiatric symptoms, including depressive humor, are common features of HD and can occur a decade before the manifestation of motor symptoms. The YAC128 HD transgenic mouse model develops motor deficits at a later stage, allowing more time to study the occurrence of early-stage depressive behaviors without the confounding effects of motor impairment. We used this HD mouse model to test the effects of intranasal (i.n.) brain-derived neurotrophic factor (BDNF) treatment for 15 days, with a dose of 1.66 µg/kg, in the occurrence of depressive-like behaviors during the early-stage of disease progression. The BDNF-treated YAC128 mice showed a decrease in anhedonic behavior in the sucrose preference test and in the splash test. In addition, i.n. treatment with BDNF was able to prevent the increase in the immobility time in the tail suspension test and in the forced swim test without altering the locomotion investigated in the open field test. Furthermore, we also investigated whether the antidepressant-like effects of BDNF were associated with an increase in adult hippocampal neurogenesis. However, BDNF treatment only increased cell proliferation (ki-67) and neuronal differentiation (DCX) in the hippocampal dentate gyrus (DG) of wild-type (WT) mice without altering these parameters in their YAC128 counterparts. To verify if the behavioral changes were caused by an increase in the neuroplasticity, we analyzed dendritic density in the hippocampal DG of WT and YAC128 mice treated with BDNF, using Sholl Analyses. Our results show that BDNF i.n. administration for 15 days was not able of modifying dendritic plasticity. In conclusion, our results suggest that non-invasive administration of BDNF via the i.n. route may have a therapeutic potential for the treatment of mood disorders in early symptomatic HD patients without altering neurogenesis and dendritic plasticity.

doença de Parkinson (DP) possui prevalência de 3,3% na população brasileira. Essa doença é caracterizada por sintomas motores característicos. Os pacientes com DP apresentam também sintomas não motores como o déficit cognitivo. Esse sintoma prejudica a qualidade de vida dos pacientes e pode progredir ao longo do tempo. O déficit cognitivo não possui uma neuropatologia bem compreendida. Vários estudos sugerem que a etiologia desse sintoma seja devida pelo menos em parte ao perfil genético do paciente. No presente trabalho, foram analisados dois genes envolvidos com a neuroplasticidade sináptica, o BDNF e a APOE e sua possível associação com a ocorrência de déficit cognitivo na Doença de Parkinson. O BDNF é relacionado à sobrevivência, diferenciação e manutenção dos neurônios, e também com a formação de memória. Um polimorfismo na região codificante (Val66Met) nesse gene está relacionado a uma menor secreção de proteína. A APOE interage com neurônios, promovendo sinaptogênese, crescimento axonal, reparo de nervos e na prevenção de morte neuronal. Essa lipoproteína possui três isoformas codificadas pelos alelos ε2, ε3 e ε4. O alelo ε4 foi previamente associado a demência na DP em alguns estudos. Um total de 163 pacientes com DP idiopática foram diagnosticados e recrutados no ambulatório de Distúrbios do Movimento no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Todos os indivíduos foram genotipados para os polimorfismos dos genes BDNF e APOE por técnicas baseadas em PCR. A escala do Mini Mental Test Examination (MMSE) foi utilizada para definir a ocorrência de déficit cognitivo Pacientes portadores do alelo 66Met do gene do BDNF apresentaram maior prevalência de déficit cognitivo (p=0,006; PR=1,52; IC=95% [1,12-2,05]). Em relação a APOE, não foi encontrada associação do alelo ε4 com déficit cognitivo na DP (p=0,393; PR=1,15; IC=95% [0,84-1,58]). Esses resultados corroboram trabalhos anteriores que descrevem associações genéticas com déficit cognitivo na DP e sugerem que o BDNF possa ter um importante papel na patogênese do déficit cognitivo na doença de Parkinson. / Parkinson's disease (PD) has a prevalence of 3.3% in the Brazilian population. This disease is characterized by motor symptoms. However patients with this disease also present non-motor symptoms as cognitive impairment. This symptom greatly affects functioning and patient`s quality of life. The Cognitive impairment neuropathology is still not elucidated. Several studies suggested that its etiology is due, at least in part, to patient`s genetic profile. In the present study, two genes related to neuroplasticity were investigated, BDNF and APOE. BDNF is related to survival, differentiation and neuron maintenance, as well as memory formation. A coding polymorphism in this gene (Val66Met) is related to impaired secretion of the BDNF protein. APOE interacts with neurons, promoting synaptogenesis stimulation, axonal growth, nerve repair and prevent neuronal death. This protein has three isoforms coded by the ε2, ε3 and ε4 alleles. Allele ε4 was previously associated with dementia in Parkinson's disease in studies. A total of 163 patients were diagnosed and recruited at the Movement Disorders clinics at "Hospital de Clínicas de Porto Alegre. All individuals were genotyped for polymorphisms in BDNF and APOE by PCR based methods. Cognitive impairment diagnosis was based on the Mini Mental Test Examination (MMSE). Carriers of BDNF 66Met allele presented a higher prevalence of cognitive impairment (p=0.006, PR=1.52, 95% CI [1.12-2.05]). However, no association was observed for ε4 carriers with cognitive impairment (p=0.393, PR=1.15, 95% CI [0.84-1.58]). These results extend previously described genetic associations with cognitive impairment in PD and suggest that BDNF might play a role in the pathogenesis of cognitive impairment in Parkinson's disease.

A isquemia cerebral (IC) ainda é uma das principais causas de mortalidade e deficiência adquirida em humanos. A maioria dos sobreviventes necessita de assistência médica contínua, o que significa que é preciso investigar as vias que levam à reparação e à recuperação da função cerebral atingida. O conhecimento de mecanismos que atuam na fase de recuperação oferece uma maior janela temporal para atuação farmacológica. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o envolvimento das alterações do metabolismo energético, do sistema glutamatérgico e de parâmetros astrocitários após indução de isquemia focal permanente (FPI) in vivo. Ratos Wistar machos adultos (90 dias) foram divididos em dois grupos: Sham e Isquemia. A isquemia foi induzida por termocoagulação, enquanto os animais Sham foram submetidos apenas à craniotomia. Análises ex vivo foram realizadas em ambos os hemisférios cerebrais, separadamente. Após 2 dias, a isquemia aumentou a captação e a oxidação de glicose, glutamato e lactato no hemisfério ipsilateral à lesão. Tanto a captação de glutamato quanto a oxidação de lactato se mostraram aumentadas também no hemisfério contralateral no mesmo período, indicando que o lactato derivado do glutamato possa ser responsável por manter o metabolismo cerebral logo após FPI. A Análise da captação de [18F]FDG em microPET mostrou que, in vivo, a captação de glicose ipsilateral está prejudicada, sugerindo que a insuficiência de fluxo sanguíneo na região está por trás dessa alteração. A análise por Real Time PCRq mostrou que a expressão de mRNA dos transportadores GLAST e GLT-1 estava diminuída no hemisfério isquêmico. A expressão de GLT-1 também estava diminuída no hemisfério contralateral nos dois tempos analisados, indicando uma regulação diferente para esse transportador. O imunoconteúdo de GLAST mostrou diminuição contralateral, contribuindo para a hipótese de que a GFAP pode ser importante para reter esse transportador na membrana plasmática. Após 2 dias, foi observado um aumento de MCT4 contralateral, enquanto que o MCT2 encontrava-se diminuído. Os níveis proteicos de MCT4 continuaram elevados após 9 dias no hemisfério contralateral, com aumento também no ipsilateral, sugerindo que esse transportador tem um papel mais ativo a curto e a médio prazos após IC. A análise de parâmetros astrocitários por imunohistoquímica demonstrou reatividade na área de peri-infarto e um maior conteúdo de GFAP. O aumento do número de processos centrais primários é o maior responsável pela forma mais radial da astroglia reativa. Em conjunto, nossos resultados sugerem que o metabolismo energético possa estar regulado de forma a conter a expansão do insulto isquêmico e, assim, auxiliar a recuperação metabólica após indução de lesão isquêmica. Além disso, destacamos o envolvimento do lactato como um substrato energético essencial para recuperação do dano isquêmico e, também, para iniciar os mecanismos de compensação no hemisfério contralateral. / Cerebral ischemia (IC) is still a leading cause of death and acquired deficiency in humans. Most survivors need further medical care, which makes essential the investigation of mechanisms that lead to brain repair and recovery. Considering that knowledge of the mechanisms behind brain repair and recovery offers a greater time window for pharmacological manipulation of potential therapeutic targets, the aim of this work was to investigate the involvement of changes in the energy metabolism, glutamatergic system and astrocytic parameters in an animal model of focal permanent ischemia (FPI). Adult male Wistar rats (90 days) were divided in 2 groups: Sham and Ischemia. FPI was induced surgically by themocoagulation, while sham animals were only submitted to craniotomy. Ex vivo analyses were performed in both brain hemispheres separately. At 2 days post-FPI, brain ischemia significantly increased ipsilateral uptake and oxidation of glucose, glutamate and lactate. Interestingly, glutamate uptake and lactate oxidation were also contralateraly augmented, indicating that glutamate-derived lactate may be responsible for maintaining brain metabolism after focal ischemia. MicroPET evaluation showed that in vivo [18F]FDG uptake is impaired, indicating that blockage of cerebral blood flow may be the reason for diminished uptake when compared to the ex vivo analyses. RT-PCRq analysis showed that mRNA expression of glutamate transporters GLAST and GLT-1 was reduced in the ischemic hemisphere. The expression of GLT-1 was also reduced in the contralateral hemisphere in both time points analyzed, indicating a different regulation for this transporter. GLAST immunocontent by western blot showed a contralateral decrease 9 days after FPI, contributing to the possibility that GFAP can be important to retain this transporter in the plasma membrane. We also observed an increase in MCT4 protein levels in the contralateral hemisphere, while MCT2 was decreased, 2 days following FPI. MCT4 levels were still elevated at 9 days, also showing ipsilateral increase, suggesting that this transporter has a more active role in both short and medium term after IC. The analysis on astrocytic parameters presented greater reactivity in the peri-infarct area and a higher content of GFAP in the areas analyzed. Morphological changes, especially due to increased number of primary central processes, are responsible for most radially reactive astroglia. Together, our results suggest that energy metabolism may be regulated to contain the expansion of the ischemic insult and thus help the metabolic recovery after ischemic injury. In addition, we point out the involvement of lactate as an essential energy substrate for the recovery of ischemic damage, and also to start the compensation mechanisms in the contralateral hemisphere.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337874.pdf: 1944270 bytes, checksum: c709b7290458a8082e6d02d0f2f51df6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Introdução: Glicocorticoides são amplamente utilizados na prática clínica. Fisiologicamente há um ritmo circadiano bem definido de secreção de cortisol e um envolvimento na resposta aguda ao estresse. Possuem também, importante papel na autopreservação e na homeostasia do sistema nervoso central. O cérebro possui alta taxa metabólica e as funções neuronais são particularmente sensíveis às disfunções mitocondriais. Há uma falta de estudos do efeito dos glicorticoide sobre a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial (ECRM) em estruturas corticais e límbicas em humanos adultos. A atividade destas enzimas pode ser avaliada com sucesso em amostras congeladas. A cirurgia de epilepsia refratária ao tratamento medicamentoso oferece uma oportunidade ética para estudar o tecido cerebral humano. Cirurgias de epilepsia são realizadas sob parâmetros hemodinâmicos e laboratoriais próximos ao fisiológico, mas não há estudos que analisaram a associação entre esses parâmetros e a atividade das enzimas envolvidas na cadeia respiratória mitocondrial. Métodos: Estudo de 24 indivíduos adultos com diagnóstico de epilepsia do lobo temporal mesial associado à esclerose do hipocampo (ELTM-EH)refratários ao tratamento medicamentoso. Todos foram submetidos a neurocirurgia para controle da doença e durante o ato cirúrgico foram removidas amostras do córtex temporal, da amigdala e do hipocampo. Foram obtidos a história clínica e os parâmetros bioquímicos e hemodinâmicos transoperatórios. Realizado regressão linear múltipla para determinar os parâmetros intraoperatórios associados de forma independente com a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial nas três estruturas cerebrais. Foi avaliado também, o efeito de uma dose única (10 mg endovenoso) de dexametasona sobre as enzimas dos complexos I, II, IV e sobre a atividade da succinato desidrogenase da cadeira respiratória mitocondrial, nos mesmos tecidos, coletados até 4 horas após a infusão do corticoide. Resultados: A atividade das ECRM nas amostras do córtex temporal, amigdala e hipocampo foram diferentemente associadas às médias de saturação de oxigênio, hemoglogina sérica e pressão arterial média. Os intervalos de tempo da última crise convulsiva até o ato cirúrgico, do início da anestesia até a 8 coleta das amostras e a média de tempo de seu armazenamento em freezer também foram associadas com as atividades das ECRM. Após o controle das variáveis clínicas, demográficas, neuroradiológias, hemodinâmicas, bioquímicas e transoperatórias dos pacientes do grupo tratado com dexametasona (n=14) e não tratado (n=10); não foi evidenciado diferenças estatisticamente significativas entre as atividades das ECRM nas amostras analisadas. Conclusão: O controle rigoroso dos parâmetros hemodinâmicos, bioquímicos, tempo de armazenamento das amostras, tempo desde a última crise convulsiva e tempo de anestesia são necessários para minimizar vieses confundidores em estudos com amostras cerebrais de adultos coletados em neurocirurgias eletivas. Em condições cirúrgicas estressantes, uma dose farmacológica única de dexametasona não causou mudanças significativas nas atividades das ECRM no córtex temporal, amigdala e hipocampo de pacientes com ELTM-EH. Os resultados indicam uma resistência natural ou um mecanismo rápido de adaptação das enzimas para o efeito do glicocorticoide em estruturas límbicas e neocorticais destes pacientes. O desenho do estudo não é capaz de concluir sobre o efeito da atividade das ECRM na epileptogênese e ictogenese da ELTM-EH. Os nossos resulta dos são relevantes para entendermos a função mitocondrial cerebral durante estados de estresse agudo em pessoas saudáveis e em pacientes com doenças neuropsiquiátricas.<br> / Abstract : Background: Glucocorticoids are widely used in clinical practice. Physiologically there is a clear circadian rhythm of cortisol secretion and involvement in the acute stress response. It also has an important role in self-preservation and the homeostasis of the central nervous system. The brain has a high metabolic rate and neuronal functions are particularly sensitive to mitochondrial dysfunction. There is a lack of studies of the effect of corticosteroids on the mitochondrial respiratory chain enzymes (MRCE) in cortical and limbic structures in adult humans. The activity of these enzymes can be successfully evaluated in frozen samples. The epilepsy surgery to drug refractory treatment offers an ethical opportunity to study human brain tissue. Epilepsy surgeries are performed under hemodynamic and laboratory parameters close to normal but there are no studies that examined the association between these parameters and the activity of enzymes involved in mitochondrial respiratory chain. Methods: Study of 24 adults with diagnosis of mesial temporal lobe epilepsy related to hippocampus sclerosis (MTLE-HS) refractory to drug treatment. All patients underwent neurosurgery for disease control and during surgery samples were removed from the temporal cortex, the amygdala and the hippocampus. They were obtained medical history and biochemical and intraoperative hemodynamic parameters. Performed multiplelinear regression to determine the intraoperative parameter sindependently associated with the activity of MRCE in three brain estrtuturas. Also evaluated the effect of a single dose (10 mgintravenously) dexamethasone on enzymes complexes I, II and IV and the succinate dehydrogenase activity of mitochondrial respiratory chair, in the same samples, collected up to 4 hours after administration the corticosteroids. Results: The activity of MRCE in samples of temporal cortex, amygdala and hippocampus were associated diferentente the average oxygen saturation, serum hemoglogina and mean arterial pressure. The time intervals of the last convulsive crisis to the surgery, the beginning of anesthesia to the collection of samples and the average time of their storage in freezer were also associated with the activities of MRCE. After controlling for clinical, demographic, neuroradiological, hemodynamic, biochemical and transoperative parameters, patients in the group treated with dexamethasone(n=14) and untreated (n= 11) was not evidenced significant differences between the activities of the MRCE samples. Conclusion: Careful control of hemodynamic parameters, biochemical, storage time of the samples, time since last seizureand anesthetic time are needed to minimize confounding biasesin studies of brain samples of adults collected in electiveneurosurgery. In stressful surgical conditions, a singlepharmacological dose of dexamethasone did not causesignificant changes in activities of the MRCE in the temporalcortex, amygdala and hippocampus of patients with MTLE-EH.The results indicate a natural resistance or a quick adjustmentmechanism for enzymes to the effect of glucocorticoids on limbicand neocortical structures of these patients. The study design isunable to conclude on the effect of the activity of MRCE inepileptogenesis and ictogenesis the MTLE-EH. Our results arerelevant for understanding the brain mitochondrial function during acute stress states in healthy people and in patients with neuropsychiatric diseases.