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.

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.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-27T13:56:17Z No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-27T14:11:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-27T14:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Introdução: As técnicas usadas para medição volumétrica em uso com execução mais simples ou complexa incluem métodos manuais, semiautomáticos e automáticos com diferentes programas e protocolos. Apesar do avanço tecnológico nesta área, o traçado manual continua sendo o método mais eficaz e de menor custo, entretanto, é o que mais consome tempo, limitando sua aplicação clínica. O programa Osirix é um visualizador DICOM (Comunicação de Imagens Digitais em Medicina), baseado em plataforma Apple, distribuído em várias versões, incluindo uma de 32bits que é gratuita. É uma aplicação com bom desempenho e amplamente difundida entre os radiologistas e demais especialistas que utilizam imagens na sua prática diária. Objetivo: Desenvolver uma técnica de medição volumétrica manual do hipocampo utilizando o visualizador Osirix, versão 5,6 e realizar a comparação interobservador da medição do hipocampo com a mesma técnica. Materiais e Métodos: Foi utilizado o visualizador Osirix gratuito, com imagens de sequência volumétrica SPGR ponderadas em T1, com cortes de 1mm de espessura; intervalo de 0,1mm, obtidas em aparelho de ressonância magnética (RM) GE de 1,5T, com bobina de 8 canais. Foi usada uma delimitação visual específica do hipocampo. No mínimo dez cortes foram escolhidos para o traçado manual das regiões de interesse (ROI), preferencialmente quando houvesse uma mudança na sua conformação visual. Em seguida, selecionou-se na barra de ferramentas o comando ROI, opção ROI volume (volume da área de interesse) e generate missing ROI (gerar áreas de interesse), para gerar as áreas subsequentes automaticamente podendo ser corrigidas manualmente em caso de erros do programa. Finalmente, repetiu-se a sequência ROI e ROI volume, mas dessa vez com o comando compute volume (computar volume) para calcular o volume total de todas as áreas de interesse e gerar uma imagem correspondente em três dimensões (3D). Os coeficientes de correlação intraclasse foram calculados, com um intervalo de 95% de confiança, como uma medida de confiabilidade relativa entre as volumetrias dos leitores. Estes coeficientes foram calculados para uma análise de variância (ANOVA) a dois fatores baseado em concordância absoluta. A técnica foi aplicada em 12 pacientes com idade média de 75 anos, sexo feminino, cognitivamente normal e que realizaram RM devido a outras queixas, como cefaleia, e não apresentavam anormalidades estruturais. As medidas foram realizadas por dois médicos residentes do terceiro ano (R3) de radiologia e uma geriatra, esta sem experiência prévia em manipular imagens de RM. Resultados: Após a análise estatística, verificou-se que todos os coeficientes de correlação intraclasse apresentaram valores abaixo de 0,40 que indica uma baixa concordância entre os avaliadores. Conclusão: A medição volumétrica do hipocampo utilizando o visualizador Osirix tem a vantagem de ser acessível e ter um custo baixo comparado com as técnicas automáticas. Contudo, o procedimento é trabalhoso, demanda tempo e não houve uma correção para a atrofia relacionada ao envelhecimento e a variabilidade individual. A análise estatística evidenciou uma baixa concordância entre os avaliadores o que reforça a necessidade de maior treinamento na delimitação do hipocampo relatado na literatura. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Introduction: The techniques used for volume measurement from simple to more complex methods include manual, semiautomatic and automatic measurements with a variety of programs and protocols. Despite technological advances, manual tracing remains the most effective and least costly, however it’s more time-consuming and this limits its clinical use. Osirix™ is a DICOM™ (Digital Imaging and Communications in Medicine), viewer, based on an Apple™ platform, available in several versions, including a 32 bits that is free of charge. It performs well and is widespread among radiologists and other specialists who use images in their daily practice. Objective: To develop a technique for hippocampal manual volumetric measurement using the DICOM viewer Osirix™ version 5.6 and compare the interater measurement of the hippocampus with the same technique. Materials and Methods: We used the free viewer Osirix™, with images obtained by T1-weighted gradient echo SPGR volumetric sequence, 1mm thick slices with 0.1mm interval on a 1.5 T MRI (magnetic resonance imaging) GE with an 8 channel head coil. A specific delineation of the hippocampus was used. At least ten slices were chosen to manually trace the region of interest (ROI), preferably where there were changes in its visual conformation. Next, in the toolbar, we selected the following sequence of commands: “ROI”, “ROI volume” and “generate missing ROI” and the software generated automatically the missing ROI that was corrected manually in case of errors. Finally, the sequence was repeated, “ROI”, “ROI volume”, but this time with the final command being “compute volume” to calculate the total volume of all the areas of interest and generate a corresponding three dimensional (3D) image. The Intraclass Correlation Coefficient (ICC) was calculated with 95% confidence interval, 10 as a measure of the reliability between volumetric ratings. These coefficients were calculated on a two-way ANOVA model based on absolute agreement. This technique was applied in 12 patients with mean age of 75, female, cognitively normal and who had MRI performed due to other complaints, such as headache, that showed no structural abnormalities. Two third year radiology residents and 1 geriatrician with limited MRI experience performed the measurements. Results: The statistical analysis found that all ICC had values below 0.40, indicating a weak correlation among raters. Conclusion: The manual volumetric hippocampus measurement with Osirix™ has the advantage of being accessible and of low cost compared to automatic techniques. This technique is time consuming and there was no correction for aging atrophy or individual variability. Statistical analysis demonstrated a weak correlation among raters which confirms the importance of training the researchers on the delineation of the hippocampus.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-21T16:52:43Z No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-21T17:37:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-21T17:37:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Os canais para K+ são agrupados em quatro famílias sendo uma delas a de canais voltagem-dependentes (Kv). Os canais Kv estão presentes na formação hipocampal, estrutura chave na consolidação da memória declarativa e espacial. Apesar de trabalhos mostrem a participação de canais para K+ nos processos de aprendizagem e memória, não está claro qual o papel dos canais Kv. Em função de evidências da literatura, acreditamos que canais Kv subtipo 1.1 (Kv1.1) contribuem positivamente para a formação de memória espacial enquanto os Kv subtipo 2.1 (Kv2.1) têm efeito oposto no mesmo fenômeno. O objetivo deste trabalho é testar essa hipótese. Para ratificar a influência dos canais Kv na memória espacial, além de padronizar testes comportamentais e eletrofisiológicos relacionados a processos da memória, foi utilizada a 4-aminopiridina (4-AP), um bloqueador seletivo para canais Kv, e a escopolamina, um antagonista de receptor muscarínico com comprovado efeito amnésico. Também foram selecionadas duas toxinas para os testes: HgeTx1 e ScTx1. A HgeTx1 é um peptídeo do escorpião Hadrurus gertschi e um bloqueador de canais Kv1.1. A ScTx1 é um peptídeo da aranha Stromatopelma calceata e um bloqueador de canais Kv2.1. Enquanto a ScTx1 foi adquirida comercialmente, a HgeTx1 foi obtida a partir da peçonha de escorpiões por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, sigla em inglês) e caracterizada quimicamente por meio de espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF. A administração das substâncias foi intrahipocampal bilateral na região de CA1 (i.h.) ou intraperitoneal (i.p.). Ratos Wistar machos sob o efeito de diferentes substâncias supracitadas (exceto as toxinas) foram submetidos a três testes comportamentais de aprendizagem e memória espacial: o campo aberto (CA), o labirinto radial de oito braços (LR) e o labirinto aquático de Morris (LAM). Todas as substâncias (incluindo as toxinas) também foram utilizadas em preparações de fatias da formação hipocampal de cérebros (slice) de ratos para verificar seus efeitos sobre a indução de long-term potentiation (LTP) nas sinapses Schaefer-CA1, um dos possíveis mecanismos celulares/moleculares da memória. Os testes comportamentais confirmaram o envolvimento dos canais Kv na memória dependente da formação hipocampal. Os testes no CA mostraram que a escopolamina i.p. (n = 5) provocou prejuízo da habituação espacial, efeito revertido parcialmente pela 4-AP i.h. (n = 5). Nos testes no LR, o bloqueio dos canais Kv pela 4-AP i.h. (n = 6) facilitou tanto a memória operacional quanto a memória de referência, enquanto o desempenho dos animais foi prejudicado pela escopolamina i.p. (n = 6). Os testes com o LAM mostraram resultados semelhantes, pois a 4-AP i.h. melhorou o desempenho dos ratos. Os testes eletrofisiológicos in vitro complementaram os comportamentais. A escopolamina inibiu a indução de LTP (n = 6), enquanto a 4-AP o intensificou (n = 6), achados que reforçam os do CA e LR. Foi também interessante observar que a 4-AP reverteu o efeito supressor da escopolamina (n = 6), resultado semelhante ao obtido no CA. Por fim, a HgeTx1 diminuiu a magnitude do LTP (n = 6) e a ScTx1 o aumentou (n = 6), satisfazendo predições deste trabalho. Os resultados obtidos até o momento não só fortalecem a importância dos canais Kv na aprendizagem e memória espacial, mas também corroboram nossa hipótese sugerindo que os canais Kv1.1 e Kv2.1 possuem efeitos distintos e complementares na formação da memória. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / K+ channels are the most diverse among ion channels. They are grouped into four families, one of which is the voltage-dependent (Kv) channels. These are widely distributed in the mammalian brain, especially in the hippocampus, a key structure in the consolidation of declarative and spatial memories. Although studies show the involvement of K+ channels in learning and memory, the role of Kv channels in these processes still unclear. Based on previous studies, we believe that Kv subtype 1 (Kv1) channels contribute positively to the spatial memory formation, while Kv subtype 2 (Kv2) have the opposite effect on the same phenomenon. The aim of this work was to test this hypothesis. We used 4-aminopyridine (4-AP), a selective blocker for Kv channels, and scopolamine, a muscarinic receptor antagonist with proved amnesic effect to confirm the influence of Kv channels on spatial memory. Additionally, the same drugs were used to standardizing behavioral and electrophysiological tests related to memory processes. Two toxins were selected for the tests: HgeTx1 and ScTx1. The former is a peptide from the Hadrurus gertschi scorpion, being a Kv1.1 channel blocker. ScTx1 is a peptide from the Stromatopelma calceata spider, being a Kv2.1 channel blocker. While ScTx1 was commercially obtained, HgeTx1 was obtained directly from the scorpion venom by high performance liquid chromatography (HPLC) and chemically characterized by means of MALD-TOF mass spectrometry. Compounds were administered bilateral into CA1 region of the hippocampus (i.h.) or intraperitoneally (i.p.). Male Wistar rats, under the effect of the different substances mentioned above (except toxins), were submitted to three behavioral spatial learning and memory tests: the open field (OF), the eight-arm radial maze (RM) and the Morris water maze (WM). All substances (including toxins) were also used in hippocampal slices of the rat brain to test their effects on the induction of long-term potentiation (LTP) on CA1 pyramidal neurons, a cell/molecular memory model. The behavioral tests confirmed the involvement of Kv channels in hippocampal-dependent memory formation. The OF tests showed that i.p. scopolamine (n = 5) induced a defict in spatial habituation. This effect was partially reversed by i.h. 4 -AP (n = 5). In RM tests, Kv channel blockade by i.h. 4 –AP (n = 6) facilitated working and reference memory, whereas the animal´s performance was impaired by i.p. scopolamine (n = 6). The WM tests showed similar results, since 4-AP improved the rat performance. In vitro electrophysiological tests complemented the behavioral. Scopolamine inhibited LTP induction (n = 6), while 4-AP potentiated it (n = 6), results consistent with the results of from the OF and RM. Interestingly, 4-AP reversed the suppressive effect of scopolamine on LTP (n = 6), similar to the result seen in the OF. Finally, Hgetx1 decreased LTP magnitude (n = 6) and ScTx1 increased it (n = 6), confirming the predictions of the present work. Thus, our results underscore the importance of Kv channels on spatial learning and memory and corroborate our hypothesis that Kv1 and Kv2 channels have distinct and complementary effects on memory.

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.

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.

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.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10281_TeseDoutoradoRichardTello2016.pdf: 12331551 bytes, checksum: 0dae4547527893319ca299b5e22f6234 (MD5) Previous issue date: 2016-09-01 / Durante os últimos dez anos, as Interfaces Cérebro Computador (ICC) baseadas em Potenciais Evocados Visuais de Regime Permanente (SSVEP) têm chamado a atenção de muitos pesquisadores devido aos resultados promissores e as altas taxas de precisão atingidas. Este tipo de ICC permite que pessoas com dificuldades motoras severas possam se comunicar com o mundo exterior através da modulação da atenção visual a luzes piscantes com frequência determinada. Esta Tese de Doutorado tem o intuito de desenvolver um novo enfoque dentro das chamadas ICC Independentes, nas quais os usuários não necessitam executar tarefas neuromusculares para seleção visual de objetivos específicos, característica que a distingue das tradicionais ICCs-SSVEP. Assim, pessoas com difculdades motoras severas, como pessoas com Esclerose Lateral Amiotrófca (ELA), contam com uma nova alternativa de se comunicar através de sinais cerebrais. Diversas contribuições foram realizadas neste trabalho, como, por exemplo, melhoria do algoritmo extrator de características, denominado Índice de Sincronização Multivariável (ou MSI, do Inglês), para a detecção de potenciais evocados; desenvolvimento de um novo método de detecção de potenciais evocados através da correlação entre modelos multidimensionais (tensores); o desenvolvimento do primeiro estudo sobre a influência de estímulos coloridos na detecção de SSVEPs usando LEDs; a aplicação do conceito de Compressão na detecção de SSVEPs; e, fnalmente, o desenvolvimento de uma nova ICC independente que utiliza o enfoque de Percepção Fundo-Figura (ou FGP, do Inglês).