Foram enfocadas neste presente estudo, 3 raças de cães, ou seja, Boxer, Dobermann e Rottweiler, com tipos constitucionais e aptidões funcionais característicos e distintos entre si, sendo coletados 4 encéfalos de cada raça. Dos encéfalos foram retirados fragmentos das diferentes áreas do córtex cerebral, que foram preparados segundo técnica histológica convencional e corados por violeta cresil modificada. Através de contagem visual-manual, foram buscados dados comparativos, entre áreas cerebrais versus raça associando tipos constitucionais versus aptidão funcional. As lâminas foram analisadas com auxílio do Axióscopio Zeiss®, acoplado ao programa de análise de imagens KS-400 versão 2.0 Kontron - Zeiss®. Os fatores raças, áreas e hemisférios cerebrais podem ser variáveis dependentes entre si, pois foram encontradas diferenças estatisticamente significativas em valores correspondentes à média de corpos de neurônios das áreas estudadas nas diferentes raças, bem como entre os hemisférios cerebrais. / They had been focused in this present study three dog breeds: Boxer, Dobermann e Rottweiler, with types constitutional and aptitudes functional characteristic and between itself, being collected 4 brains of each race. Of the brians they had been removed slices of the different areas of the brain cortex, that they had been prepared second conventional histological technique and stained by modified violet cresil. Through counting appearance-manual, comparative data were reached, mainly between brain areas versus breed associating types constitutional and aptitudes functional. The slices were analyzed with aid of Axióscopio Zeiss® connected to the program of analysis of images KS-400 version 2.0 Kontron - Zeiss®. The factors races, areas and brain hemispheres can be changeable dependents between itself, therefore estatisticament significant differences in corresponding values to the average of bodies of neurons of the areas studied in the different races had been found, as well as between the brain hemispheres.

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

Sarcosina é um N-metil-aminoácido derivado da glicina e a sua elevação em tecidos e fluidos fisiológicos de pacientes com sarcosinemia pode refletir na quantidade de unidades de um carbono. A sarcosinemia é uma condição metabólica rara, de natureza hereditária, associada a um possível retardo mental. Primeiramente, desenvolvemos um modelo agudo induzido quimicamente de sarcosinemia em ratos Wistar. Os ratos de 7, 14 e 21 dias de idade pós-parto receberam sarcosina intraperitonealmente em doses de 0,5 mol/g de peso corporal três vezes por dia em intervalos de 3 h. Os animais do grupo controle receberam solução salina (NaCl a 0,85 g%) no mesmo volume (10 l/kg de peso corporal). Eles foram mortos após 0,5, 1, 2, 3 ou 6 horas depois da última injeção e o cérebro e o sangue foram coletados para a dosagem da sarcosina. Os resultados mostraram que as concentrações plasmáticas e cerebrais de sarcosina atingiram níveis de três a quatro vezes mais elevados do que os níveis normais. Além disso, esses níveis diminuíram ao longo do tempo, atingindo a normalidade após 6 horas. Em um segundo momento, investigamos a administração aguda da sarcosina e/ou creatina mais piruvato sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo e metabolismo energético em homogeneizados de córtex cerebral de ratos Wistar com 21 dias de idade. A administração aguda de sarcosina induziu o estresse oxidativo e diminuiu as atividades da adenilato cinase (AK), gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), atividade do complexo IV e CK citosólica e mitocondrial. Por outro lado, a atividade da succinato desidrogenase (SDH) foi aumentada em córtex cerebral de ratos. Além disso, o conteúdo total de sulfidrilas foi significativamente reduzido, enquanto a oxidação do DCFH, níveis de TBARS e as atividades da superóxido dismutase (SOD) e glutationa-peroxidase (GPx) foram significativamente aumentadas por essa administração. A co-administração de creatina mais piruvato foi eficaz na prevenção de alterações provocadas pela administração de sarcosina sobre o estresse oxidativo e as enzimas da rede de fosforiltransferência. Esses resultados indicam que a administração aguda de sarcosina pode estimular o estresse oxidativo e alterar o metabolismo energético em córtex cerebral de ratos. No caso de esses efeitos também ocorrerem em humanos, eles podem contribuir, juntamente com outros mecanismos, para a disfunção neurológica de sarcosinemia sendo que a administração de creatina mais piruvato poderia ser benéfica para os pacientes. / Sarcosine is an N-methyl derivative of the amino acid glycine, and its elevation in tissues and physiological fluids of patients with sarcosinemia could reflect a deficient pool size of activated 1-carbon units. Sarcosinemia is a rare inherited metabolic condition associated with mental retardation. Firstly, we developed an acute chemically induced model of sarcosinemia in Wistar rats. Wistar rats of 7, 14 and 21 postpartum days received sarcosine intraperitoneally in doses of 0.5 mol/g of body weight three time a day at intervals of 3 hours. Control animals received saline solution (NaCl 0.85 g%) in the same volume (10 ml/kg of body weight). The animals were killed after 0.5, 1, 2, 3 or 6 h after the last injection and the brain and the blood were collected for sarcosine measurement. The results showed that plasma and brain sarcosine concentrations achieved levels three to four times higher than the normal levels and decreased in a time-dependent way, achieving normal levels after 6 hours. In a second moment, we investigated the acute effect of sarcosine and/or creatine plus pyruvate on some parameters of oxidative stress and energy metabolism in cerebral cortex homogenates of 21-day-old Wistar rats. Acute administration of sarcosine induced oxidative stress and diminished the activities of adenylate kinase, GAPDH, complex IV and mitochondrial and cytosolic creatine kinase. On the other hand, succinate dehydrogenase activity was enhanced in cerebral cortex of rats. Moreover, total sulfhydryls content was significantly diminished, while DCFH oxidation, TBARS content, and activities of SOD and GPx were significantly enhanced by acute administration of sarcosine. Co-administration of creatine plus pyruvate was effective in the prevention of alterations provoked by sarcosine administration on the oxidative stress and the enzymes of phosphoryltransfer network. These results indicate that acute administration of sarcosine may stimulate oxidative stress and alter the energy metabolism in cerebral cortex of rats. In case these effects also occur in humans, they may contribute, along with other mechanisms, to the neurological dysfunction of sarcosinemia. Creatine and pyruvate adminstration could be beneficial to the patients.

Ao longo dos últimos anos observou-se um aumento no número de idosos no mundo, com isso faz-se necessário buscar terapias que amenizem os danos relacionados e também elucidar os mecanismos envolvidos neste processo. O exercício físico tem sido sugerido como uma ferramenta importante, não farmacológica, para atenuar os déficits relacionados à idade. Ainda, estudos recentes sugerem uma relação entre o processo de envelhecimento cerebral e o desequilíbrio de mecanismos epigenéticos, contudo, estes dados ainda não são conclusivos. Sabe-se que o grau de neuroplasticidade varia com a idade e que as estruturas encefálicas podem responder diferentemente à exposição ao exercício. Estudos demonstram que o córtex pré-frontal está envolvido em funções de alta ordem como atenção, tomada de decisão e memória de trabalho. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes protocolos de exercício físico (sessão única e exercício diário moderado) sobre a modulação de marcadores epigenéticos em córtex pré-frontal de ratos Wistar de 3 e 21 meses de idade. Os animais foram submetidos ao protocolo de sessão única (20 minutos) ou o exercício diário moderado (20 minutos durante 14 dias), 1 hora após a última sessão foram eutanasiados. O córtex pré-frontal foi dissecado e a acetilação da H4, o conteúdo da DNA metiltransferase (DNMT1 e DNMT3b), assim como a atividade da histona metiltransferase H3K27 foram analisadas. Os resultados serão apresentados na versão completa desta dissertação. / Over the past few years the number of elderly people has increased in the world, therefore it is necessary to search therapies that ameliorate age-related deficits as well as elucidate the mechanisms involved in this process. Physical exercise has been suggested as an important non-pharmacological approach to alleviate the age-related decline. Furthermore, recent studies have suggested a relationship between the process of brain aging and imbalance of epigenetic mechanisms, however, these data are not conclusive. It is well described that prefrontal cortex is involved in higher functions like attention, decision making and working memory. Then, the aim of this study was to investigate the effects of two exercise protocols (single session and daily moderate exercise) on the modulation of epigenetic markers in the prefrontal cortex from Wistar rats of 3- and 21- months-old. Animals were submitted to single session protocol (20 minutes) or the daily moderate exercise (20 minutes for 14 days), and 1hour after the last exercise session animals were euthanized. Prefrontal cortex was dissected out and acetylation of H4, the content of DNA methyl transferase (DNMT1 and DNMT3B), as well as histone methyltransferase H3K27 activity were analyzed. Results will be presented in the full version.

Altas concentrações de β-alanina podem causar desordens metabólicas e aumento na produção de espécies reativas, alterações na homeostasia redox e energética, bem como depleção dos níveis de taurina e excreção aumentada de GABA. Essas alterações levam a distúrbios no desenvolvimento neurológico, contribuindo para as manifestações clínicas. O quadro de acúmulo de β-alanina no plasma é conhecido como β-alaninemia. Neste trabalho, investigamos os efeitos crônico da sobrecarga de β-alanina em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar. Os animais receberam administração intraperitoneal de β-alanina (300 mg/kg) ou solução salina (NaCl 0,85%) no mesmo volume (10μl/kg de peso corporal) duas vezes ao dia com intervalo de 12 horas, durante 14 dias. Os resultados mostram que altas concentrações plasmáticas de β-alanina alteram o equilíbrio redox celular, observado no aumento de oxidação do diclorofluorescina em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar. Observamos o mesmo resultado na determinação da atividade das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase e superóxido dismutase, onde houve uma inibição das atividades Os níveis de tióis totais foram mensurados pela técnica de sulfidrilas, onde verificamos que cada tecido apresentou níveis diferenciados, elevação em córtex cerebral e diminuição em cerebelo. Investigamos também as atividades das enzimas da rede de fosforiltransferência. A atividade da hexoquinase foi aumentada em ambos os tecidos, diferentemente da enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, que se elevou em córtex cerebral e se inibiu em cerebelo. A inibição de atividade enzimática foi observada também na piruvato-cinase e lactato desidrogenase. Os complexos II, II-III, IV e a succinato desidrogenase foram mensurados a fim de melhor esclarecer as alterações metabólicas identificadas. No entanto, observamos um aumento do complexo IV e succinato desidrogenase e uma inalteração do complexo II-III em ambos os tecidos. Portanto, nossos resultados sugerem uma suscetibilidade dos tecidos quanto à alta carga de β-alanina, apresentando distúrbios na homeostasia redox e energética. Sendo assim, os achados podem contribuir, em parte, com as alterações neurológicas encontradas em pacientes com β-alaninemia. / High concentrations of β-alanine may cause metabolic disorders and increase the production of reactive species in the region of redox and energetic homeostasis, as well as depletion of taurine levels and increased excretion of GABA. These changes lead to neurodevelopmental disorders, contributing to clinical manifestations. The accumulation of plasma β-alanine is known as β-alaninemia. In this work, we investigated the chronic effects of β-alanine overload in the cortex cerebral and cerebellum of Wistar rats. The animals were given intraperitoneal administration of β- alanine (300 mg/kg) or saline (0.85% NaCl) in the same volume (10 μl/kg body weight) twice a day at 12-hour intervals for 14 days. The results show that high plasma concentrations of β-alanine alters the cellular redox balance reflected by the increase of oxidation of dichlorofluorescine in cerebral cortex and cerebellum of Wistar rats. We observed the same result in the determination of the activity of the antioxidant enzymes glutathione peroxidase and superoxide dismutase, where there was an inhibition of the activities. The levels of total thiols were measured by the sulfhydryl determination technique, where we verified that each tissue presented differentiated levels, elevation in cerebral cortex and decrease in cerebellum. We also investigate the activities of phosphoryl transfer network enzymes. The activity of hexokinase was increased in both tissues, unlike the enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, which was elevated in the cerebral cortex and inhibited in the cerebellum. Inhibition of enzymatic activity was also observed in pyruvate kinase and lactate dehydrogenase. Activities complexes II, II-III, IV and succinate dehydrogenase were measured in order to better clarify the identified metabolic aberrations. However, we observed an increase of the activity complex IV and succinate dehydrogenase and an unchanged II-III complex in both tissues. Therefore, our results suggest a susceptibility of tissues to the high β-alanine load, presenting disorders in redox and energetic homeostasis. Thus, the findings may contribute, in part, to the neurological findings found in patients with β-alaninemia.

Introdução: A anemia aguda tem sido associada com distúrbios neurofisiológicos e cognitivos em pacientes saudáveis. Evidências experimentais sugerem que a hemodiluição pode aumentar lesões cerebrais, limitando o suprimento de oxigênio ao tecido cerebral. No entanto, o mecanismo exato pelo qual as lesões cerebrais ocorrem em pacientes anêmicos ainda não está claramente definido. O objetivo desse estudo foi avaliar os precursores da apoptose neuronal Bax, Bcl-x no córtex frontal, atividade das caspases 3 e 9 na fração citosólica do hipocampo e na fração mitocondrial do córtex frontal, assim como a fragmentação do DNA na fração nuclear e mitocondrial do córtex frontal, após hemodiluição normovolêmica aguda. Métodos: Vinte e quatro porcos foram anestesiados e randomizados em 4 grupos de 6 animais: Controle, hemodiluição normovolêmica aguda (HNA) com hematócrito alvo de 15% (Ht 15%), HNA com hematócrito alvo de 10% (Ht 10%) e hipóxia-hipóxica (HH). A HNA foi realizada com 1ml de hidroxetil amido (130/0,4) por ml de sangue retirado, até o hematócrito alvo desejado (10 ou 15%). O HH consistiu de ventilação com baixa fração expirada de O2 (FiO2), sendo de 6% por 60 minutos, servindo como grupo controle positivo. Os animais do grupo controle não sofreram nenhuma dessas intervenções. As proteínas pró-apoptótica Bax e anti-apoptótica Bcl-x foram avaliadas por Western blotting nas frações nucleares e mitocondriais do córtex frontal. A atividade das caspases 3 e 9 foi avaliada nas frações mitocondrial e citosólica do hipocampo por espectrofluorometria. A fragmentação do DNA foi avaliada por eletroforese nas frações nuclear e mitocondrial do córtex frontal. Os dados foram comparados por análise de variância (ANOVA) seguida por teste de Tukey (p<0,05). Resultados: Não foi observada diferença significativa entre os grupos controle, Ht 15% e Ht 10% em relação à proteína pró-apoptótica Bax nas frações nuclear e mitocondrial. Entretanto, o grupo HH foi significativamente diferente dos grupos controle e Ht 15% na fração nuclear e de todos os grupos na fração mitocondrial. Não foi encontrada diferença significativa em relação à Bcl-x. A atividade das caspases 3 e 9 nas frações mitocondrial e nuclear foi diferente no grupo HH quando comparado com os demais grupos. Não foi observada diferença significativa em relação à fragmentação do DNA entre os grupos controle, Ht 15% e Ht 10%. Conclusão: A avaliação dos precursores da apoptose demonstrou que a hemodiluição normovolêmica aguda com hematócrito alvo de 15% e 10% não induziu apoptose, sugerindo que a oxigenação cerebral foi preservada / Background: Acute anemia has been associated with neurophysiologic and cognitive dysfunctions in healthy patients. Experimental evidences suggest that hemodilution may increase cerebral lesions, limiting oxygen supply to the brain tissue. Nevertheless, the exact mechanisms through which cerebral lesions occur in anemic patients havent been clearly defined. Therefore, the objective of the present study was to evaluate neuronal apoptosis precursors Bax, Bcl-x in the frontal cortex, caspase 3 and 9 activity in the mitochondrial and cytosolic fractions of the hippocampus, even as DNA fragmentation in the mitochondrial and nuclear fractions of the frontal cortex after acute normovolemic hemodilution. Methods: Twenty four pigs were anesthetized and randomized into 4 groups of 6 animals: sham, acute normovolemic hemodilution (ANH) to reach a hematocrit of 15% (Ht 15%), ANH to reach a hematocrit of 10% (Ht 10%) and hypoxic-hipoxia (HH). ANH was performed with 1ml hydroxyethyl starch 130/0.4 (HES) per ml of blood withdrawn to the desired target hematocrit (10 or 15%). HH consisted of ventilation with low fraction of inspired oxygen (FiO2) of 6% for 60 minutes, serving as a positive control group. Sham animals were not involved in any of these interventions. Pro-apoptotic Bax and anti-apoptotic Bcl-x proteins were evaluated by Western blotting in nuclear and mitochondrial fractions of the frontal cortex and activities of caspases-3 and-9 were evaluated in the mitochondrial and cytosolic fractions of the hippocampus by spectrofluorometry. DNA fragmentation was evaluated by electrophoresis in the mitochondrial and nuclear fraction. Data were compared by analysis of variance (ANOVA) followed by Tukeys test (p<0.05). Results: No statistical significance was found among sham, Ht 15% or Ht 10% groups regarding pro-apoptotic protein Bax, in nuclear or mitochondrial fractions. However, group HH presented significant difference from sham and Ht 15% groups in the nuclear fraction and from all groups in the mitochondrial fraction. No statistical significance was found with Bcl-x. The activities of caspases-3 and-9 in cytosolic and mitochondrial fractions were statisticaly different in group HH when compared with all other groups. No statistical significance was found in relation to DNA fragmentation among sham, Ht 15% or Ht 10%. Conclusion: The evaluation of apoptosis precursors demonstrated that ANH with target hematocrit 15% and 10% did not induce neuronal lesion, suggesting that cerebral oxygenation was preserved

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Poucas condições neurológicas são tão complexas e devastadoras, provocando déficits neurológicos incapacitantes ou óbito nos sobreviventes. As regiões corticais são comumente afetadas por AVE, o que resulta em perda sensorial e motora. O estabelecimento dos padrões neuropatológicos em regiões corticais, incluindo a área somestésica, é fundamental para a investigação de possíveis intervenções terapêuticas. No presente estudo, investigamos os padrões de perda neuronal, microgliose, astrocitose, neurogênese e os déficits funcionais no córtex somestésico primário de ratos adultos, submetidos á lesões isquêmicas focais, induzidas por microinjeções de 40p Moles de endotelina-1 (ET-1). Foram utilizados 30 ratos (Rattus Norvegicus) da linhagem Wistar, adultos jovens, pesando entre 250-280g. Os animais foram divididos em grupos isquêmicos (N= 21) e controle (N=9). Os mesmos foram perfundidos nos tempos de sobrevida de 1, 3 e 7 dias. Os animais do grupo de 7 dias foram submetidos à testes comportamentais para avaliar a perda de função sensório-motora. Secções foram coradas pela violeta de cresila, citocromo oxidase e imunomarcadas para identificação neurônios (anti-NeuN), microglia ativada e não ativada (Iba-1), macrófagos/microglia ativados (ED-1), astrócitos (GFAP) e neuroblastos (DCX). As comparações estatísticas entre os grupos foram feitas por análise de variância (ANOVA), um critério com correção a posteriore de Tukey. Os animais isquêmicos apresentaram déficits sensório-motores revelados pela Escala Neurológica de Bederson, Teste de Colocação da Pata Anterior e Teste do Canto. Microinjeções de ET-1 induziram lesão isquêmica focal na área somestésica primária com perda neuronal, astrocitose e microgliose progressivas principalmente nos tempos mais tardios. A coloração para citocromo oxidase revelou o campo de barris, mas, inesperadamente, marcou uma população de células inflamatórias com características de macrófagos na região isquêmica. Houve aumento do número de neuroblastos, principalmente ao sétimo dia, na zona subventricular do hemisfério isquêmico, em relação ao hemisfério contralateral e animais controle. Não houve migração significativa de neuroblastos no córtex somestésico isquêmico. Os resultados mostram que microinjeções de ET-1 são um método eficaz para indução de perda tecidual e déficits sensoriais no córtex somestésico primário de ratos adultos. Também se evidencia que a zona subventricular é influenciada por eventos isquêmicos distantes e que populações macrofágicas parecem aumentar o padrão de expressão de citocromo oxidase. O referido modelo experimental pode ser utilizado em estudos futuros onde agentes neuroprotetores em potencial podem ser utilizados para minimizar as alterações neuropatológicas descritas. / Stroke is considered one of the most important causes of death and functional deficits in the world. Few neurological conditions are so complex and devastating, resulting in severe neurological deficits and death in the survivors. The cortical regions are commonly affected by stroke, resulting in sensory and motor loss. The establishment of neuropathological patterns in cortical regions, including the somatosensory area, is critical for the investigation of possible therapeutic interventions. In the present study, we investigated the patterns of neuronal loss, microgliosis, astrocytosis, neurogenesis and functional deficits in the primary somatosensory cortex of adult rats submitted to focal ischemia induced by microinjections of 40 pmol of endothelin-1 (ET-1). A total of 30 young adult Wistar rats (Rattus norvegicus) of Wistar, weighing between 250-280g were used in the study. The animals were divided into ischemic (N = 21) and control (N = 9) groups. They were perfused at survival times of 1, 3 and 7 days. The 7 days animals were submitted to behavioral tests to evaluate sensorimotor impairment. Sections were stained with cresyl violet, cytochrome oxidase and immunostained to identify neurons (anti-NeuN), activated and non-activated microglia (Iba-1), activated macrophages/microglia (ED-1), astrocytes (GFAP) and neuroblasts (DCX ). Statistical comparisons between groups were made by one analysis of variance (ANOVA) with Tukey post-hoc test. The animals showed ischemic sensorimotor deficits revealed by Bederson Neurological Scale, Paw Placement and corner tests. Microinjections of ET-1 induced focal ischemic lesion in the primary somatosensory cortex with neuronal loss and progressive astrocytosis and microgliosis mainly in the late survival times. The cytochrome oxidase histochemistry revealed the barrel fields, but unexpectedly marked a population of inflammatory cells with macrophage characteristics in the ischemic region. Increased numbers of SVZ neuroblasts were observed mainly in late survival times of ipsilateral hemisphere in comparison to contralateral side and control animals. There was no significant migration of neuroblasts to the ischemic cortex. The results show that microinjections of ET-1 are an effective method for inducing tissue loss and sensorymotor deficits in the primary somatosensory cortex of adult rats. It was evident that the SVZ is influenced by distant ischemic events distant and that macrophage populations seem to increase the cytochrome oxidase expression. The implemented experimental model can be used in future studies, in which potential neuroprotective drugs can be tested to minimize the described neuropathological alterations.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-03-04T19:38:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitosProtetoresProlactina.pdf: 2122822 bytes, checksum: 256fe6cc19504faabe9c869a4b103ad8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-03-05T15:51:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitosProtetoresProlactina.pdf: 2122822 bytes, checksum: 256fe6cc19504faabe9c869a4b103ad8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-05T15:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitosProtetoresProlactina.pdf: 2122822 bytes, checksum: 256fe6cc19504faabe9c869a4b103ad8 (MD5) Previous issue date: 2008 / IEC - Instituto Evandro Chagas / O metilmercúrio (MeHg) é um composto comprovadamente neurotóxico cujos mecanismos degenerativos ainda não estão bem esclarecidos. No sistema nervoso central o MeHg é seqüestrado do interstício preferencialmente por astrócitos diminuindo a carga de exposição neuronal. Estudos in vitro demonstraram que a prolactina (PRL) possui efeitos mitogênicos sobre astrócitos, além de regular a expressão de citocinas pró-inflamatórias. Este estudo teve por objetivo investigar efeitos protetores da prolactina sobre distúrbios provocados por MeHg na viabilidade, morfologia, expressão de GFAP (glial fibrillary acidic protein), mitogênese e liberação de interleucina-1β (IL-1 β) em cultivo glial de córtex cerebral de ratos neonatos focalizando as células astrogliais. A exposição a diferentes concentrações de MeHg (0,1, 1, 5 e 10 μM) a diferentes intervalos de tempo (2, 4, 6, 18 e 24 h) ocorreu em cultivos com 10% de soro fetal bovino (SFB). Os resultados obtidos demonstraram diminuição progressiva de 20% e 62% da viabilidade celular após exposição às concentrações de 5 e 10 μM MeHg no tempo de 24 h, respectivamente, pelo método do 3-4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5-difenil tetrazólio bromide (MTT) e distúrbios na expressão e distribuição de GFAP. Diferentes concentrações de prolactina (0.1, 1 e 10 nM) foram adicionadas em meio sem soro fetal bovino (FBS) para avaliar sua ação proliferativa isoladamente. Esta ação foi confirmada com indução de mitogênese em cerca de 4.5x em 18 h de observação na maior concentração (10 nM PRL). Nestas condições (sem SFB) foram analisados os efeitos da associação de 1 nM PRL + 5μM MeHg em teste de viabilidade, expressão de GFAP, morfologia celular, índice mitótico e liberação de IL-1β com o objetivo de estudar possíveis efeitos citoprotetores deste hormônio. A PRL atenuou os distúrbios provocados pelo MeHg, aumentando a viabilidade em 33%, a expressão de GFAP, proliferação celular (4x) e atenuando os distúrbios morfológicos, incluindo picnose nuclear e lise. Adicionalmente, a PRL induziu amplificação da liberação de IL1β quando associada ao MeHg. Estes achados confirmam a hipótese de que a PRL possa atuar como um agente citoprotetor em cultura primária de glia e particulamente em astrócitos, ação esta aditiva aos seus efeitos mitogênicos. / Methylmercury (MeHg) is a compound highly neurotoxic and its degenerative mechanisms are not very clear yet. In Central Nervous System, MeHg is mostly uptake by astrocytes, decreasing neuronal exposition. Studies demonstrated that prolactin (PRL) has mitogenic effects on astrocytes and it can regulate pro-inflammatories cytokines expression. The aim of this work was to verify the protective effects of PRL on disturbs provoked by MeHg on cellular viability, morphology, GFAP (glial fibrillary acidic protein) expression, mitogenesis and release of interleukin-1β in glia primary culture of cerebral cortex of newborn rats, with astrocytes in focus. Glia primary culture were exposed to differents concentrations of MeHg (0,1, 1, 5 e 10 μM) in differents time intervals (2, 4, 6, 18 e 24 h) in medium with fetal bovine serum 10%. Results demonstrated progressive decreasing of 20% e 62% on cellular viability after exposed to 5 e 10 μM MeHg for 24 h, respectively, by MTT [3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] assay and disturbs in the GFAP expression and distribution. Differents concentrations of PRL (0.1, 1 e 10 nM) were added in free serum medium to evaluate it proliferative action. This was confirmed by mitogenesis induction around 4.5x in 18h at 10 mM PRL. In this conditions (free serum) were evaluated the effects of co-treatment of 1 nM PRL + 5 μM MeHg on cellular viability, morphology, GFAP expression, mitotic index and release of IL-1β. PRL attenuated disturbs caused by MeHg, increasing viability in 33%, GFAP expression, cellular proliferation (4x), and attenuating morphologic alterations like nuclear picnosis and lisis. These findings prove that PRL can act like a cytoprotective agent in primary culture of glia, particularly in astrocytes, in addition to its mitogenic effects.

As hiperhomocisteinemias (HHcy), leve e moderada são consideradas um fator de risco para doenças cardiovasculares e cerebrais, entretanto os mecanismos e as complicações decorrentes dessa condição ainda não estão bem estabelecidos. Ela ocorre em 5-10% da população geral e em 40% dos pacientes com doenças vascular periférica e doenças cerebrovasculares. Estudos recentes têm demonstrado que a vitamina D (calcitriol) possui efeitos protetores em diversos modelos experimentais que enfatizam suas possíveis ações antioxidantes. O objetivo principal dessa tese de doutorado foi estabelecer um protocolo experimental com diferentes concentrações de homocisteína em fatias de cortex cerebral e coração e em cultura de astrócitos de ratos adultos. Seguindo esses modelos experimentais, investigamos alguns parâmetros bioquímicos em córtex cerebral e coração de ratos. Posteriormente foi analisado o efeito protetor do calcitriol. No primeiro capítulo da presente tese, observamos que a incubação de 30 μM de Hcy por 30 min e 60 min em fatias de coração, alterou a função e a permeabilidade mitocondrial, o estado redox e a atividade das enzimas da cadeia respiratória; o calcitriol foi capaz de prevenir a maioria dos efeitos da Hcy. No segundo capítulo, vimos que em fatias de córtex cerebral a Hcy prejudica o metabolismo energético, aumentando a morte neuronal e induzindo estresse oxidativo. Todavia, o calcitriol atenuou esses efeitos deletérios induzidos pela Hcy através da ativação do receptor de vitamina D. No último capítulo desta tese, realizamos um estudo em cultura primária de astrócitos corticais de ratos Wistar adultos. Nossos resultados demonstram que a Hcy ativa a via do fator nuclear kappa B (NFκB), inibindo a expressão de heme oxigenase 1 (HO-1), promovendo alterações morfológicas, aumentando a resposta inflamatória e diminuindo as defesas antioxidantes e a atividade da Na+, K+ - ATPase. Em resumo, em todos modelos experimentais estudados nesta tese, a Hcy, mesmo em concentrações leves e moderadas causou alterações na homeostasia celular. A vitamina D preveniu parte destes efeitos, tornando-se um possível ferramenta terapêutica no intuito de atenuar os efeitos da Hcy. / Hyperhomocysteinemia (HHcy), mild and moderate are a risk factor for cardiovascular and cerebral diseases, but the mechanisms and complications of this condition are not yet well established. It occurs in 5-10% of the general population and 40% of patients with peripheral vascular and cerebrovascular disease. Recent studies have shown that vitamin D (calcitriol) has protective effects in various experimental models which emphasize their potential antioxidant actions. The main objective of this PhD thesis was to establish an experimental with different concentrations of homocysteine in slices of cerebral cortex and heart in adult rat astrocyte cultures. Following this experimental model, we investigated some biochemical parameters in the cerebral cortex and heart of rats. It was subsequently examined the protective effect of calcitriol. In the first chapter of this thesis, we found that incubation of 30 μM of Hcy for 30 min and 60 min in heart slices change the function and mitochondrial permeability, redox state and activity of the enzymes of the respiratory chain; calcitriol was able to prevent most of the effects of Hcy. In the second chapter, we demonstrated that Hcy in the cerebral cortex slices impairs energy metabolism, increasing neuronal death and inducing oxidative stress. However, calcitriol attenuated these Hcy-induced deleterious by activation of vitamin receptor D. In the last chapter of this thesis, we conducted a study in primary culture of cortical astrocytes. Our results demonstrate that the Hcy active the pathway of nuclear factor kappa B (NFκB) inhibiting heme oxygenase expression 1 (HO-1), promoting morphological changes, increasing the inflammatory response and decreased antioxidant defenses and activity of the Na +, K + - ATPase. In summary, in all experimental models studied in this PhD thesis, Hcy, even in mild and moderate concentrations caused deleterious actions in cellular homeostasis. Vitamin D warned of these effects, becoming a potential therapeutic target in order to attenuate the effects of Hcy.

A doença da urina do xarope do bordo é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência severa na atividade do complexo enzimático da desidrogenase de α- cetoácidos de cadeia ramificada. Distúrbios neurológicos são comuns em pacientes com esta doença. Apesar de a leucina ser considerada o principal metabolito tóxico, os mecanismos envolvidos na neuropatologia das lesões cerebrais não são bem entendidos. No presente estudo, avaliou-se o possível efeito preventivo da coadministração de creatina e piruvato sobre os efeitos provocados pela administração de leucina a ratas Wistar durante a gestação e lactação sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo, bem como sobre as atividades de certas enzimas envolvidas na rede de fosforiltransferência no córtex cerebral e no hipocampo da prole aos 21 dias de idade. A administração de leucina induziu o estresse oxidativo e alterou as atividades das enzimas piruvatocinase, adenilatocinase, creatinacinase citosólica e mitocondrial. A coadministração de creatina e piruvato foi parcialmente eficaz na prevenção de algumas alterações provocadas pela administração de leucina sobre o estresse oxidativo, mas não nas enzimas da rede de fosforiltransferência. Estes resultados sugerem que a hiperleucinemia materna não tratada pode ser tóxica para o cérebro da prole. / Maple Syrup Urine Disease is an inborn error of metabolism caused by severe deficiency in the activity of branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex. Neurological disorders are common in patients with this disease. Although leucine is considered the main toxic metabolite, the mechanisms underlying the neuropathology of brain injury are poorly understood. In the present study, we evaluated the possible preventive effect of the co-administration of creatine plus pyruvate on the effects elicited by leucine administration to female Wistar rats during pregnancy and lactation on some oxidative stress parameters as well as the activities of some enzymes involved in the phosphoryltransfer network in the cerebral cortex and hippocampus of the offspring at 21 days of age. Leucine administration induced oxidative stress and altered the enzymes activities of pyruvate kinase, adenylate kinase, mitochondrial and cytosolic creatine kinase. Co-administration of creatine plus pyruvate was partially effective in the prevention of some alterations provoked by leucine administration on the oxidative stress but not in the enzymes of phosphoryltransfer network. These results suggest that non-treated maternal hyperleucinemia may be toxic to the brain of the offspring.