Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Methylmalonic acidemia is an inborn error of metabolism characterized clinically and biochemically by tissue accumulation of methylmalonic acid (MMA) and neurological dysfunction, including convulsion. Furthermore, clinical data suggest that infections conditions can precipitate metabolic crisis and cause neurological changes observed in patients of acidemia. Provided that the MMA cause neurological complications, and that the inflammation can contribute to the occurrence of convulsions and cognitive deficit in several animal models, it is possible to suggest that inflammatory mediators, such as inducible nitric oxide synthase (iNOS), facilitate MMA-induced convulsions. The iNOS is one of three isoforms of nitric oxide synthase (NOS), which generates nitric oxide (NO), a simple gaseous signaling molecule and free radical. The iNOS is induced at injury/inflammation sites, but is also constitutively expressed on some cells, such as in neurons. Studies in experimental models have already demonstrated that NO generated in the central nervous system (CNS), by endothelial and neuronal isoforms of NOS, is involved in MMA-induced convulsions. However, until the present moment are scarce the data in the literature evaluating the relationship of iNOS in experimental models of Methylmalonic Acidemia. The results published in the article has shown that iNOS knock-out C57BL/6 mice, when injected acutely with MMA (2 μmols/2 μl, intracerebroventricularly), have a shorter duration of seizures, no significant change in the mean amplitude of electroencephalographic waves (EEG); not increase the levels of nitrite and nitrate (NOx) compared to animals injected with saline, but have a partial reduction in the levels of 3-nitrotyrosine (3-NT) compared to wild animals that were also treated with MMA; similarly, show a partially lower inhibition of Na+,K+-ATPase, but exhibit no difference in succinate dehydrogenase (SDH) inhibition on cerebral cortex compared to wild mice which also received MMA. The results submitted in the manuscript has shown that Wistar rats, after being injected chronically with MMA (from 5th to 28th day of life, twice daily, with doses ranging from 0.76 to 1.67 mmol/g depending on the age of the animal, via subcutaneous) showed a reduced index of recognition in spatial learning/memory test, but show no anxiety at elevated plus maze test; they have a reduction in neutrophils, but an increase in the number of mononuclear leukocytes in the blood; and in addition show increased levels of interleukin-1beta (IL-1β), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), iNOS and 3-NT in the cerebral cortex. Considering the data presented in both studies, it was concluded that the MMA can cause seizures, nitrosative stress and inhibition of Na+,K+-ATPase activity in cerebral cortex of mice by mechanisms related to NO production via iNOS; and that the MMA can also cause neurocognitive deficits, altered immune system in blood and increase of pro-inflammatory cytokines, leading to increased expression of iNOS and nitrosative stress. / A Acidemia Metilmalônica é um erro inato do metabolismo caracterizado bioquimicamente e clinicamente pelo acúmulo tecidual de ácido metilmalônico (MMA) e disfunção neurológica, incluindo convulsões e déficit cognitivo. Além disso, dados clínicos sugerem que quadros infecciosos podem precipitar crises metabólicas e causar as alterações neurológicas observadas nos pacientes com essa acidemia. Desde que o MMA causa complicações neurológicas, e que a inflamação pode contribuir para a ocorrência de convulsões e déficits cognitivos em vários modelos animais, é possível sugerir que mediadores inflamatórios, como a enzima Óxido Nítrico Sintase Induzível (iNOS), facilitem as convulsões induzidas por MMA. A iNOS é uma das três isoformas da enzima Óxido Nítrico Sintase (NOS), que gera o óxido nítrico (NO), uma molécula gasosa simples, sinalizadora e um radical livre. A iNOS é induzida em sítios de lesão/inflamação, mas também se expressa constitutivamente em algumas células, como nos neurônios. Estudos em modelos experimentais já demonstraram que o NO gerado no sistema nervos central (SNC), pelas isoformas endotelial e neuronal da NOS, tem envolvimento nas convulsões induzidas por MMA. Contudo, até o presente momento são escassos os dados na literatura avaliando a relação da iNOS em modelos experimentais da Acidemia Metilmalônica. Os resultados publicados no artigo mostraram que camundongos C57BL/6 nocaute para iNOS, ao serem injetados agudamente com MMA (2 μmols/2 μL, via intracerebroventricular), apresentam uma duração menor das convulsões, sem alteração significativa na amplitude média das ondas eletroencefalográficas (EEG); não aumentam os níveis de nitrito e nitrato (NOx) comparado aos animais injetados com solução salina, mas têm uma redução parcial nos níveis de 3-nitrotirosina (3-NT) comparado aos animais selvagens que também foram tratados com MMA; semelhantemente, mostram uma inibição parcialmente menor na atividade da enzima Na+,K+-ATPase; mas não exibem diferença na inibição da atividade da succinato desidrogenase (SDH) no córtex cerebral quando comparados aos camundongos selvagens que também receberam MMA. Os resultados apresentados no manuscrito submetido mostram que ratos Wistar, após serem injetados cronicamente com MMA (do 5º ao 28º dia de vida, duas vezes ao dia, com doses variando de 0,76 à 1,67 mmol/g em função da idade do animal, via subcutânea), apresentam um reduzido índice de reconhecimento em teste de memória/aprendizado espacial, mas não demonstram ansiedade no teste do labirinto em cruz elevado; têm uma redução no número de neutrófilos, mas um aumento no número de leucócitos mononucleares no sangue; e além disso mostram aumento nos níveis de interleucina-1beta (IL-1β), do fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α), de iNOS e de 3-NT no córtex cerebral. Considerando os dados apresentados nos dois estudos, concluiu-se que o MMA pode causar convulsões, estresse nitrosativo e inibição da enzima Na+,K+-ATPase no córtex cerebral de camundongos por mecanismos relacionados à produção de NO via iNOS; e que o MMA também pode causar déficit neurocognitivo, alteração do sistema imunológico no sangue, e aumento de citocinas pró-inflamatórias, levando ao aumento na expressão da iNOS e estresse nitrosativo.

The methylmalonic acidemia is an inborn error of metabolism (IEM) characterized by methylmalonic acid (MMA) accumulation in body fluids and tissues, causing neurological dysfunction, mitochondrial failure, oxidative stress and neuroinflammation. Although neurological evidence demonstrate that infection and/or inflammation mediators facilitate metabolic crises in patients, the involvement of neuroinflammatory processes in the neuropathology of this organic acidemia is not yet established. In this experimental study, a single intracerebroventricular dose of MMA (MMA 2.5μmol /g, 12 hs after birth; at dose that raise its concentration in blood and in the brain from affected) was administered to mice pups at postnatal day 0 (P0) to induce an acute, transient rise of MMA levels in the central nervous system (CNS). In the following days (21st 33th or 40th 52th ) animal behavior was assessed in the radial maze test and elevated plus maze. It was measured tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), DCFH, Ache activity and caspase levels in the cerebral cortex, striatum and hipoccampus from mice with 21 e 40 days of life. Behavioral tests showed that animals injected with MMA have a reduction in the working memory test, but no in the reference test. The animals did not exhibit anxiety-like behaviors. Furthermore, MMA increased levels of TNF-α, AchE activity and activation of caspases 1, 3 and 8 in the cerebral cortex, hippocampus and striatum of mice with 21 and 40 days of life. The overall results indicate that a simple administration of MMA increased pro-inflammatory markers in the structure studied, increased apoptotic markers, and coincide with the behavioral changes found in young mice. This leads to speculate that, through mechanisms not yet elucidated, the transient metabolic insult with MMA may cause a neuroinflammatory processes during critical periods of development, contributing to the progression of cognitive impairment in patients with methylmalonic acidemia. / A acidemia metilmalônica (AM) é um erro inato do metabolismo (IEM) caracterizado pelo acúmulo do ácido metilmalônico (MMA) nos fluidos corporais e tecidos, causando disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e neuroinflamação, resultando principalmente em disfunções neurológicas. Embora, estudos sugerem que a infecção ou mediadores da inflamação facilitem as crises metabólicas nos pacientes afetados, o envolvimento de processos neuroinflamatórios na patologia dessas acidemia orgânica ainda não foi estabelecido. Neste estudo, uma dose única intracerebroventricular de MMA (MMA 2.5μmol/g; dose encontrada no cérebro e fluidos corporais de pacientes afetados) foi administrada a filhotes de camundongos logo após o nascimento (P0). Além disso, o peso dos animais foi aferido até o dia dos testes comportamentais. A partir do 21° até 33° ou 40º até 52° dias de vida, os animais foram avaliados em tarefas comportamentais como o teste de labirinto radial e em cruz elevado. Os níveis de fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α), DCFH, atividade da acetilcolinesterase (AchE) e os níveis de caspases foram determinados no córtex cerebral, estriado e hipocampo de camundongos com 21 e 40 dias de vida. Os testes do labirinto radial mostrou que os animais injetados com o MMA apresentaram um pior desempenho no teste de memória de trabalho, mas não no teste de memória de referência com 21 e 40 dias de vida. Os animais não apresentaram comportamento de ansiedade. Além disso, o MMA aumentou os níveis de TNF- α, a atividade AchE e a ativação das caspases 1, 3 e 8 no córtex cerebral, hipocampo e estriado dos camundongos com 21 e 40 dias de vida. Entretanto, a administração de MMA não causou alterações histológicas nas estruturas analisadas. Dessa forma, os resultados sugerem que uma administração única de MMA aumentou os níveis de mediadores pró-inflamatórios e a expressão de marcadores apoptóticos. Esses eventos podem estar associados com as mudanças comportamentais encontradas nos camundongos jovens. Assim, pode-se sugerir que, devido a mecanismos ainda não totalmente esclarecidos, o acúmulo de MMA durante períodos críticos de desenvolvimento pode causar processos neuroinflamatórios, que contribuem para a progressão da piora de memória nos pacientes com acidemia metilmalônica.

A tentativa de compreender as consequências do tratamento precoce crônico com metilfenidato é muito importante uma vez que este psicoestimulante tem sido amplamente utilizado em crianças de idade pré-escolar. Além disso, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos nas alterações persistentes no comportamento e no funcionamento neuronal associada à sua utilização. Neste estudo, nós inicialmente investigamos o efeito do tratamento precoce crônico com metilfenidato sobre o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano. Além disso, foram também avaliados a homeostase glutamatérgica, a Na+,K+-ATPase e o equilíbrio redox no córtex pré-frontal de ratos jovens. Ratos Wistar receberam injeções intraperitoneais de metilfenidato (2,0 mg/kg) ou um volume equivalente de solução salina 0,9% (controles), uma vez por dia, do 15º ao 45º dia de vida. Vinte e quatro horas após a última administração de metilfenidato, os animais foram decapitados e o líquido cefalorraquidiano e o córtex pré-frontal foram obtidos e processados conforme o protocolo para cada uma das análises. Os resultados mostraram que o metilfenidato alterou o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano, aumentando os níveis de glutamato. A captação de glutamato foi diminuída pelo tratamento crônico com metilfenidato, mas o conteúdo dos transportadores, GLAST e GLT-1, não foram alterados por esse tratamento. A atividade e o imunoconteúdo das subunidades catalíticas (α1, α2 e α3) da Na+,K+-ATPase foram diminuídos em córtex pré-frontal de ratos submetidos ao metilfenidato. Alterações na expressão gênica das subunidades α1 e α2 da Na+,K+-ATPase também foram observadas. O conteúdo de sulfidrilas, um marcador inversamente correlacionado com dano proteíco, foi diminuído. A atividade da CAT foi aumentada e a razão SOD/CAT foi diminuída em córtex pré-frontal de ratos. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram diferenças significativas quando comparado aos controles. Os nossos resultados, tomados em conjunto, sugerem que o tratamento precoce crônico com metilfenidato promove excitotoxicidade devido, pelo menos em parte, à inibição da captação de glutamato provavelmente causada por perturbações na função da Na+,K+-ATPase e/ou pelo dano à proteína observados no córtex pré-frontal. Esses achados podem contribuir, pelo menos em parte, para uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos nas alterações bioquímicas e comportamentais associadas ao uso crônico de metilfenidato durante o desenvolvimento do sistema nervoso central. / Understanding the consequences of chronic treatment with methylphenidate is very important since this psychostimulant is extensively in preschool age children. Additionaly to this, little is known about the mechanisms involved in persistent changes in behavior and neuronal function related with use of methylphenidate. In this study, we initially investigate the effect of chronic treatment with methylphenidate in juvenile rats on the amino acids profile in cerebrospinal fluid, as well as on glutamatergic homeostasis, Na+,K+-ATPase function and redox balance in prefrontal cortex. Wistar rats at early age received intraperitoneal injections of methylphenidate (2.0 mg/kg) or an equivalent volume of 0.9% saline solution (controls), once a day, from the 15th to the 45th day of life. Twenty-four hours after the last administration of methylphenidate, the animals were decapitated and the cerebrospinal fluid and the prefrontal cortex were obtained and processed according to the protocol for each analysis. Our results showed that methylphenidate altered amino acid profile in cerebrospinal fluid, increasing the levels of glutamate. In the prefrontal cortex, methylphenidate administration was able to decrease the glutamate uptake, with no changes in GLAST and GLT-1; and the activity and immunocontent of catalytic subunits (α1, α2 and α3) of Na+,K+-ATPase. We also observe changes in α1 and α2 gene expression of catalytic α subunits of Na+,K+-ATPase, decrease in sulfhydryl content, CAT activity and SOD/CAT ratio in juvenile rat prefrontal cortex treated with methylphenidate. Taken together, our results suggest that chronic treatment with methylphenidate at early age induces excitotoxicity, at least in part, due to inhibition of glutamate uptake probably caused by disturbances in the Na+,K+-ATPase function and/or protein damage observed in the prefrontal cortex. These findings may contribute, at least in part, to a better understanding of mechanisms involved in the biochemical and behavioral changes associated with chronic use of methylphenidate during the development of the central nervous system.

O complexo da esclerose tuberosa (TSC) é um transtorno clínico, com expressividade variável, caracterizado por hamartomas que podem ocorrer em diferentes órgãos. Tem herança autossômica dominante e é devido a mutações em um de dois genes supressores de tumor, TSC1 ou TSC2. Estes codificam para as proteínas hamartina e tuberina, respectivamente, que se associam formando um complexo macromolecular que regula funções como proliferação, diferenciação, crescimento e migração celular. As lesões cerebrais podem ser muito graves em pacientes com TSC e caracterizam-se por nódulos subependimários (SEN), astrocitomas subependimários de células gigantes (SEGA), tuberosidades corticais e heterotopias neuronais, podendo relacionar-se clinicamente à epilepsia refratária à terapia medicamentosa, deficiência intelectual, desordens do comportamento e hidrocefalia. O potencial de crescimento de SEGA até os 21 anos de idade dos pacientes exige acompanhamento periódico por exame de imagem e condutas clínicas ou cirúrgicas, conforme indicação médica. As lesões subependimárias têm sido explicadas por déficits de controle da proliferação, crescimento e diferenciação de precursores neuro-gliais na zona subventricular telencefálica. Embora a capacidade da tuberina em inibir a proliferação celular pela repressão do alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) esteja bem documentada, outros aspectos celulares do desenvolvimento de SEGA ainda não foram examinados. Assim, é importante estabelecer um sistema in vitro para o estudo de células da zona subventricular e testá-lo na análise das proteínas hamartina e tuberina. Neste sentido, o cultivo de neuroesferas em suspensão é muito apropriado. Neste estudo, buscamos relacionar a expressão e distribuição subcelular da hamartina e tuberina à capacidade proliferativa e de diferenciação das células de neuroesferas cultivadas in vitro a partir da dissociação da vesícula telencefálica de embriões de ratos normais. Analisamos a expressão e distribuição subcelular da hamartina e tuberina por imunofluorescência indireta em células entre a primeira e a quarta passagens das neuroesferas, sincronizadas nas fases G1 ou S do ciclo celular e após a reentrada no ciclo celular, através da incorporação de 5-bromo-2\'-desoxiuridina (BrdU) e imunofluorescência com anticorpo anti-BrdU. Em geral, células de neuroesferas apresentaram baixa colocalização entre hamartina e tuberina in vitro. A expressão da tuberina foi elevada em basicamente todas as células das esferas e fases do ciclo celular; ao contrário, a hamartina apresentou-se principalmente nas células da periferia das esferas. A colocalização entre hamartina e tuberina foi observada em células mais periféricas das esferas, sobretudo no citoplasma e, em G1, no núcleo celular. A proteína rheb, que conhecidamente interage diretamente com a tuberina, apresentou distribuição subcelular muito semelhante à desta. Ao carenciamento das células visando à parada do ciclo celular na transição G1/S, tuberina distribuiu-se ao núcleo celular em quase todas as células avaliadas e, de forma menos frequente, a hamartina também. À reentrada no ciclo celular pelo reacréscimo dos fatores de crescimento, avaliaram-se células com incorporação de BrdU ao seu núcleo celular, após 72 e 96 horas. Nestas, tuberina mostrou-se novamente no citoplasma de forma preponderante e hamartina manteve-se citoplasmática, em geral subjacente à membrana plasmática, em níveis mais baixos. Os grupos cujas células reciclaram por 72 ou 96 horas diferiram quanto ao aumento significativo da expressão da hamartina em células proliferativas no último. À diferenciação neuronal, aumentaram-se os níveis de expressão de hamartina observáveis à imunofluorescência indireta, tornando-se equivalentes àqueles da tuberina. Concluímos que as células de neuroesferas cultivadas em suspensão apresentam-se como um sistema apropriado ao estudo da distribuição das proteínas hamartina e tuberina e sua relação com o ciclo celular / The tuberous sclerosis complex (TSC) is a clinical disorder with variable expressivity, characterized by hamartomas that can occur in different organs. It has autosomal dominant inheritance and is due to mutations in one of two tumor suppressor genes, TSC1 or TSC2. These encode for the proteins hamartin and tuberin, respectively, which are associated in a macromolecular complex which functions as a regulator of cell proliferation, differentiation, growth and migration. TSC brain lesions may be severe and are characterized by subependymal nodules (SEN), subependymal giant cell astrocytomas (SEGA), neuronal heterotopias and cortical tubers, and may be clinically related to refractory epilepsy, intellectual disability, behavioral disorders and hydrocephaly. The growth potential of SEGA up to 21 years of age in TSC patients requires regular monitoring by imaging. Clinical and surgical interventions may be medically indicated. Subependymal lesions have been explained by deficient control of proliferation, growth and differentiation of neuro-glial progenitors from the telencephalic subventricular zone. While tuberin ability to inhibit cell proliferation by repressing the mammalian target of rapamycin (mTOR) has been well documented, other cell aspects of SEGA development have not been thoroughly examined. Therefore, it is important to establish conditions for an in vitro system to study the cells from the subventricular zone and to test its suitability for the study of the TSC proteins. In this regard, the neurosphere suspension culture is very appropriate. We evaluated the expression and subcellular distribution of hamartin and tuberin in relation to the proliferation and differentiation capability of neurosphere cells derived in vitro from the dissociation of the telencephalic vesicle of normal E14 rat embryos. These analyses were performed by indirect immunofluorescence in cells from first through fourth passages of neurospheres, synchronized in G1 or S phases of the cell cycle, and after reentry into the cell cycle by the addition of 5-brome-2\'-desoxyuridine (BrdU) and immunolabeling with anti-BrdU antibody. In general, neurosphere cells presented low colocalization between hamartin and tuberin in vitro. Tuberin expression was relatively high in basically all neurosphere cells and cell cycle phases, whereas hamartin distributed mainly to cells from the periphery of the spheres. In these cells, hamartin and tuberin colocalization was evident mostly in the cytoplasm and, in G1, also in the cell nucleus. Rheb, which is known to interact directly with tuberin, had subcellular distribution very similar to tuberin. Cell starvation indicating cell cycle arrest at G1/S redistributed tuberin to the cell nucleus in virtually all cells examined, what was accompanied by nuclear location of hamartin in a small subset of cells. When cells were allowed to reenter cell cycle by adding growth factors, we evaluated BrdU-labeled nuclei 72 and 96 hours later. In the two groups, tuberin was shown to move back to the cytoplasm as well as hamartin, which apparently maintained its lower expression levels distribution underneath the plasma membrane. Group of cells that recycled for 96 hours had significantly more expression of hamartin than those cells that cycled for only 72 hours. After neuronal differentiation, hamartin expression levels observed by immunofluorescence were similar to those of tuberin. We conclude that neurosphere cells cultured in suspension showed to be an appropriate cell system to study hamartin and tuberin distribution in respect to the cell cycle

A tentativa de compreender as consequências do tratamento precoce crônico com metilfenidato é muito importante uma vez que este psicoestimulante tem sido amplamente utilizado em crianças de idade pré-escolar. Além disso, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos nas alterações persistentes no comportamento e no funcionamento neuronal associada à sua utilização. Neste estudo, nós inicialmente investigamos o efeito do tratamento precoce crônico com metilfenidato sobre o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano. Além disso, foram também avaliados a homeostase glutamatérgica, a Na+,K+-ATPase e o equilíbrio redox no córtex pré-frontal de ratos jovens. Ratos Wistar receberam injeções intraperitoneais de metilfenidato (2,0 mg/kg) ou um volume equivalente de solução salina 0,9% (controles), uma vez por dia, do 15º ao 45º dia de vida. Vinte e quatro horas após a última administração de metilfenidato, os animais foram decapitados e o líquido cefalorraquidiano e o córtex pré-frontal foram obtidos e processados conforme o protocolo para cada uma das análises. Os resultados mostraram que o metilfenidato alterou o perfil de aminoácidos no líquido cefalorraquidiano, aumentando os níveis de glutamato. A captação de glutamato foi diminuída pelo tratamento crônico com metilfenidato, mas o conteúdo dos transportadores, GLAST e GLT-1, não foram alterados por esse tratamento. A atividade e o imunoconteúdo das subunidades catalíticas (α1, α2 e α3) da Na+,K+-ATPase foram diminuídos em córtex pré-frontal de ratos submetidos ao metilfenidato. Alterações na expressão gênica das subunidades α1 e α2 da Na+,K+-ATPase também foram observadas. O conteúdo de sulfidrilas, um marcador inversamente correlacionado com dano proteíco, foi diminuído. A atividade da CAT foi aumentada e a razão SOD/CAT foi diminuída em córtex pré-frontal de ratos. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram diferenças significativas quando comparado aos controles. Os nossos resultados, tomados em conjunto, sugerem que o tratamento precoce crônico com metilfenidato promove excitotoxicidade devido, pelo menos em parte, à inibição da captação de glutamato provavelmente causada por perturbações na função da Na+,K+-ATPase e/ou pelo dano à proteína observados no córtex pré-frontal. Esses achados podem contribuir, pelo menos em parte, para uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos nas alterações bioquímicas e comportamentais associadas ao uso crônico de metilfenidato durante o desenvolvimento do sistema nervoso central. / Understanding the consequences of chronic treatment with methylphenidate is very important since this psychostimulant is extensively in preschool age children. Additionaly to this, little is known about the mechanisms involved in persistent changes in behavior and neuronal function related with use of methylphenidate. In this study, we initially investigate the effect of chronic treatment with methylphenidate in juvenile rats on the amino acids profile in cerebrospinal fluid, as well as on glutamatergic homeostasis, Na+,K+-ATPase function and redox balance in prefrontal cortex. Wistar rats at early age received intraperitoneal injections of methylphenidate (2.0 mg/kg) or an equivalent volume of 0.9% saline solution (controls), once a day, from the 15th to the 45th day of life. Twenty-four hours after the last administration of methylphenidate, the animals were decapitated and the cerebrospinal fluid and the prefrontal cortex were obtained and processed according to the protocol for each analysis. Our results showed that methylphenidate altered amino acid profile in cerebrospinal fluid, increasing the levels of glutamate. In the prefrontal cortex, methylphenidate administration was able to decrease the glutamate uptake, with no changes in GLAST and GLT-1; and the activity and immunocontent of catalytic subunits (α1, α2 and α3) of Na+,K+-ATPase. We also observe changes in α1 and α2 gene expression of catalytic α subunits of Na+,K+-ATPase, decrease in sulfhydryl content, CAT activity and SOD/CAT ratio in juvenile rat prefrontal cortex treated with methylphenidate. Taken together, our results suggest that chronic treatment with methylphenidate at early age induces excitotoxicity, at least in part, due to inhibition of glutamate uptake probably caused by disturbances in the Na+,K+-ATPase function and/or protein damage observed in the prefrontal cortex. These findings may contribute, at least in part, to a better understanding of mechanisms involved in the biochemical and behavioral changes associated with chronic use of methylphenidate during the development of the central nervous system.

A deficiência da semi-aldeído succínico desidrogenase (SSADH) e a tirosinemia tipo II caracterizam-se pela presença de elevadas concentrações teciduais e plasmáticas de ácido γ-hidroxibutírico (GHB) e tirosina, respectivamente. Tanto os pacientes afetados pela deficiência da SSADH quanto aqueles com tirosinemia tipo II apresentam sinais e sintomas neurológicos. Embora os mecanismos responsáveis pela disfunção neurológica sejam pouco conhecidos, sabe-se que podem estar relacionados ao acúmulo de GHB e tirosina e seus possíveis efeitos tóxicos sobre o sistema nervoso central (SNC). Considerando ainda que o estresse oxidativo parece estar envolvido em diversas doenças ou alterações patológicas que afetam o SNC, os efeitos do GHB e da L-tirosina sobre vários parâmetros de estresse oxidativo foram investigados em homogeneizados de córtex cerebral de ratos jovens. Os efeitos in vivo do GHB, ou de seu precursor 1,4-butanodiol, foram semelhantes. Ambos mostraram comprometimento das defesas antioxidantes não-enzimáticas e indução da lipoperoxidação. Os efeitos in vitro e in vivo da L-tirosina, por sua vez, foram diferentes: in vitro, a L-tirosina provocou dano oxidativo ao DNA, diminuiu as defesas antioxidantes não-enzimáticas e enzimáticas e alterou o estado redox (razão SH/SS), enquanto que a administração aguda de L-tirosina causou dano oxidativo a lipídios e proteínas, modificou a razão SH/SS, diminuiu as defesas antioxidantes não-enzimáticas e estimulou a atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase. Esses resultados sugerem que o GHB e a L-tirosina são capazes de promover o estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens. Desta forma, caso esses mesmos efeitos ocorrerem em seres humanos, é provável que o estresse oxidativo seja um dos mecanismos responsáveis pela neuropatologia característica da deficiência da SSADH e tirosinemia tipo II. / Succinic semialdehyde dehydrogenase (SSADH) deficiency and tyrosinemia type II are characterized by predominant tissue and blood accumulation of γ-hydroxybutyric acid (GHB) and tyrosine, respectively. Patients with SSADH deficiency and tyrosinemia type II present neurological signs and symptoms. Although mechanisms of brain damage remain unclear, they are probably related to the accumulation of GHB or tyrosine leading to possible noxious effects on central nervous system (CNS) development in those patients. Considering that the damaging consequences of oxidative stress have been implicated in a variety of disorders of CNS, the effect of GHB and L-tyrosine were investigated on some oxidative stress parameters in cerebral cortex homogenates of young rats. The in vitro and in vivo effects of GHB, or its precursor 1,4-butanediol (1,4-BD), were similar. It was observed that GHB or 1,4-BD impairs non-enzymatic antioxidant defenses and induces lipid peroxidation. On the other hand, the in vitro and in vivo effects of L-tyrosine were different. Oxidative damage to DNA was promoted while non-enzymatic and enzymatic antioxidant defenses, and thiol-disulfide redox state (SH/SS ratio) were markedly diminished by L-tyrosine in vitro. In contrast, the acute administration of L-tyrosine causes lipid peroxidation and protein oxidation, decreases non-enzymatic antioxidant defenses, alters SH/SS ratio and stimulates glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. Taken together, it may be presumed that GHB and L-tyrosine elicit oxidative stress in cerebral cortex of young rats. If these effects also occur in the brain of patients affected by SSADH deficiency or tyrosinemia type II, it is possible that oxidative stress may contribute, at least in part, to the neurological dysfunction characteristic of these diseases.

A avaliação química das folhas de Psychotria umbellata levou a identificação de quatro alcalóides pertencente ao grupo dos indol monoterpenos glicosilados, sendo psicolatina a substância majoritária. Em estudos subseqüentes, psicolatina apresentou importantes efeitos farmacológicos provavelmente relacionados com a modulação de receptores opióides, serotonérgicos 5-HT2A/C e glutamatérgicos NMDA. Assim, considerando-se a relevância das atividades biológicas descritas para psicolatina e a necessidade do estabelecimento inequívoco das características estruturais e conformacionais de compostos farmacologicamente ativos, os objetivos principais deste trabalho foram a caracterização conformacional de psicolatina e a avaliação do efeito de tratamento agudo e sub-crônico com este composto sobre os níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios e regiões cerebrais de roedores. A avaliação conformacional de psicolatina permitiu a caracterização de quatro confôrmeros caracterizados como mínimos de energia: 1EaCc, 1EaCd, 1EbCc e 1EbCd. As constantes de acoplamento teóricas (3JH,H) calculadas para esses confôrmeros apresentaram boa correlação com os dados experimentais de RMN, sendo que os melhores resultados foram observados para as conformações obtidas por RM1. Não foram verificadas diferenças significativas nos níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios em hipocampos de camundongos e ratos submetidos a tratamento agudo com psicolatina 7,5 mg/kg. No entanto, nos córtices pré-frontais dos roedores submetidos a tratamento agudo foram verificados aumentos estatisticamente significativos nos níveis dos aminoácidos excitatórios e de glutamina. Os camundongos submetidos ao tratamento agudo apresentaram elevações de 42,46 %, 50,93 % e 35,18 % nos níveis de aspartato, glutamato e glutamina, respectivamente. Os ratos submetidos ao mesmo esquema de tratamento, por sua vez, apresentaram aumentos de 43,36 % e de 57,11% nas concentrações de glutamato e glutamina. Assim como observado para o tratamento agudo, o tratamento sub-crônico com psicolatina por um período de 18 dias não provocou alterações significativas nos níveis de aminoácidos excitatórios e inibitórios em hipocampos de camundongos. Em córtices préfrontais, porém, os animais tratados com psicolatina apresentaram diminuição de 28,86 % nos níveis de glutamina. O presente estudo, corroborando dados anteriores sugere que psicolatina administrada por via intraperitoneal apresenta ação sobre o sistema nervoso central, uma vez que provocou alterações no perfil de aminoácidos excitatórios em córtex pré-frontal. / Phytochemical analyses of Psychotria umbellata leaves identified the presence of four monoterpene indole alkaloids, being psychollatine the main compound. In subsequent pharmacological investigations, psychollatine showed some important biological activities, including analgesic, anxiolytic, antidepressive and amnesic effects in mice models. These data indicate that this compound is able to modulate different neurotransmitter systems, including opioid, 5-HT2A/C and NMDA receptors. This way, considering the relevance of the pharmacological activities showed by psychollatine and the necessity of the unequivocally determination of the conformational and structural features of biologically actives compounds, the goals of this work were the conformational characterization of psychollatine and the evaluation of acute and chronic treatment with this compound on the excitatory and inhibitory amino acids levels in hippocampus and prefrontal cortex of rodents. From the conformational analyses, four minimum energy conformations were evaluates for psychollatine: 1EaCc, 1EaCd, 1EbCc e 1EbCd. The theoretical coupling constants calculated for all these conformers (3JH,H) presented a good agreement with the experimental data, mainly for the conformations obtained by RM1. No significant differences were observed on the excitatory and inhibitory amino acids levels in hippocampus of mice and rats submitted to acute treatment with psychollatine 7.5 mg/kg. Nevertheless, in prefrontal cortex of rodents submitted to acute treatment with this compound were observed increases on the excitatory amino acids and glutamine levels. Mice submitted to acute treatment with these alkaloid presented increases of 42.46 %, 50.93 % and 35.18 % on the aspartate, glutamate and glutamine levels, respectively, and rats submitted to acute treatment presented increases of 43.36 % and 57.11% on the glutamate and glutamine levels, respectively. Such as verified for the acute treatment, the chronic treatment with psychollatine 7.5 mg/kg, during 18 days, did not cause significant alterations on the excitatory and inhibitory amino acids levels in mice hippocampus. However, significant decrease on the glutamine levels (28.86 %) was observed in the prefrontal cortex of mice treated with this alkaloid during 18 days. The present work, supporting previous data, suggests that psychollatine presents effects on the central nervous system (CNS), since this compound caused alterations on the amino acids levels on prefrontal cortex.

INTRODUÇÃO: O transtorno afetivo bipolar (TAB) e o transtorno obsessivocompulsivo (TOC) estão entre as dez condições médicas mais incapacitantes. No entanto, suas bases neurobiológicas são ainda desconhecidas. Os estudos postmortem podem dar uma boa contribuição para o entendimento da fisiopatologia desses transtornos, pois permitem a comparação das alterações celulares, citoarquitetônicas e moleculares com as manifestações clínicas, além de auxiliarem numa melhor compreensão dos achados dos estudos de neuroimagem. OBJETIVOS: Comparar a densidade neuronal, volume e número total de neurônios do córtex orbitofrontal (COF) e suas sub-regiões: antero-medial (AM), médio-orbitofrontal (MO) e antero-lateral (AL) entre casos psiquiátricos e controles; Verificar se há diferenças de densidade neuronal, volume e número total de neurônios do COF entre os casos de TAB e casos de TOC e controles. MÉTODOS E CASUÍSTICA: 17 encéfalos de indivíduos acima de 50 anos foram coletados, diagnosticados e submetidos a análises estereológicas, sendo três indivíduos acometidos por TAB, sete indivíduos acometidos por TOC e sete controles saudáveis pareados por idade, gênero e hemisfério cerebral analisado. Um hemisfério foi fixado por perfusão com formalina 20% e processado para estudos neuroestereológicos, enquanto o outro teve as 45 regiões de interesse dissecadas e congeladas a -80ºC para futuros estudos moleculares. RESULTADOS: O COF e suas sub-regiões apresentaram menor densidade neuronal no grupo total de casos vs. controles (p < 0,05). No entanto, não houve diferença em relação ao volume. A subregião MO apresentou um número menor de neurônios nos casos que em controles (p < 0,05). Curiosamente, na análise de densidade neuronal das camadas corticais, apenas a camada IV não apresentou diferença estatisticamente significante entre casos e controles. CONCLUSÕES: Nossos achados mostram que alterações no COF podem estar envolvidas com a fisiopatologia do TOC ou TAB, e indicam que podem haver interações entre elas e, além disso, concordam com estudos de imagem funcional e de atividades cerebrais na região MO que nos faz refletir que além de uma perda neuronal, há também uma hipoativação e uma redução funcional. Estudos com um número maior de amostras e com diferenciação celular poderão trazer novas contribuições para o entendimento da fisiopatologia desses transtornos neuropsiquiátricos / INTRODUCTION: Bipolar disorder (BD) and obsessive compulsive disorder (OCD) are within the ten medical condition promoving incapacity worldwide. To date, their neuropathological substrates are yet to be disclosed. Postmortem studies designed to estimate cytoarchitectonic and molecular changes for clinical and imaging correlation, have the potencial to undercover pathophysiological aspects of these conditions. OBJECTIVE: Objective: To compare neuronal density, volume and total neuron number of orbitofrontal cortex (OFC) as a whole and divided by sub-regions: anteromedial (AM), medio-orbitofrontal (MO) and antero-lateral (AL) among BD, OCD and matched controls. METHODS: We used 17 postmortem brains sourced from the Psy- BBBABSG. All the subject were older than 50 years and were classified based on clinical evaluation in BD, OCD and healthy control. Subjects were matched by age, gender and brain hemisphere. One hemisphere were perfusion fixed with 20% formalin and used for neuroestereological studies. The second hemisphere had ROIs dissected and snap frozen for future molecular studies. OUTCOMES: Neuron density in OFC and the sub-regions were decreased in cases vs. controls (p < 0,05). This result was observed in cortical layers analyses with exception of layer IV. We did not observed significant changes in volume. The MO sub-region had reduced total neuron number in cases than in controls (p < 0,05). CONCLUSION: Ours results suggest that OFC changes may be part of BD and OCD pathogenesis. These results go in line with functional imaging findings. Further studies with a higher number of cases and adressing specific neuron types are needed

INTRODUÇÃO: A dor pélvica crônica não visceral constitui desafio clínico, justificável pela diversidade de estruturas presentes na pelve e pelo amplo arcabouço musculoesquelético que a envolve, sustenta e protege, o que dificulta seu diagnóstico e tratamento. Várias são as causas de sua ocorrência e vários sistemas orgânicos podem estar nela envolvidos, isolada ou associadamente, incluindo-se especialmente o geniturinário, o gastrointestinal, o neuropsicológico e o musculoesquelético. OBJETIVOS: Caracterizar-se clínica e demograficamente uma amostra composta de mulheres com dor pélvica crônica de origem não visceral refratária ao tratamento convencional e avaliar-se do efeito analgésico da estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) na magnitude da dor, psiquismo, função sexual e qualidade de vida. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Dezoito doentes foram aleatorizadamente incluídas em dois grupos (A e B) de estudo para receber tratamento inicial com EMTr ativa (EMTr-a) ou EMTr sham (EMTr-s) respectivamente, aplicadas na área de representação da pelve e períneo do córtex motor primário. EMTr-a foi realizada com a frequência de 10Hz; 80% do limiar motor de repouso totalizando 3000 pulsos por sessão. A EMTr-s foi realizada com uma bobina desconectada e uma segunda bobina ativa aplicada perpendicularmente à primeira e ligada de modo a emitir sons e reverberações sobre o escalpo semelhantes ao da EMTr. Três semanas após a sessão de EMTr-a, as doentes do grupo A foram tratadas com EMTr-s e as do grupo B com EMTr-a. As avaliações foram realizadas no momento basal (D-7), e nos dias, -1, +7, + 21, +28 e +36 do início do estudo. Foram utilizados os seguintes inventários validados para a língua portuguesa: Inventário Breve de Dor; DN-4, Questionário de descritores breve de dor McGill, Inventário de Sintomas de Dor Neuropática, Escala Hospitalar de Ansiedade e Depressão, Índice da Função Sexual Feminina, WHOQOL-breve, Escala Visual Analógica e Questionário para Avaliação da Dor Pélvica e um algiometro para avaliar a sensibilidade dolorosa muscular na pelve e quadril. RESULTADOS E CONCLUSÕES: A DPC era intensa, havia escores elevados de ansiedade e depressão, a dor causou impacto negativo nas atividades físicas e diárias, na autopercepção do estado de saúde, na função sexual feminina e na qualidade de vida e houve elevada ocorrência da síndrome dolorosa miofascial nos músculos pélvicos e do quadril. A EMTr-a proporcionou melhora significativa da dor nas doentes tratadas inicialmente com EMTr-a e a EMTr-s causou melhora significativa e menos marcante da dor quando foi precedida do tratamento com a EMTr-a. Não houve modificação significativa dos valores dos escores de depressão e ansiedade e dos valores dos escores do Índice da Função Sexual Feminina nas doentes inicialmente tratadas com EMTr-a e ocorreu aumento do valor do escore ansiedade nas doentes inicialmente tratadas com EMTr-s. Houve aumento dos valores dos domínios \"psicológico\" e \"meio ambiente\" do WHOQOL-breve nas doentes tratadas inicialmente com EMTra. O resultado do tratamento inicial com EMTr-a ou EMTr-s influenciou o resultado do segundo procedimento. O limiar motor em repouso estava elevado, a inibição intracortical reduzida e a facilitação intracortical normal. Houve correlação entre o limiar motor de repouso e o maior número de descritores afetivos do Questionário de Dor McGill e entre a redução da inibição intracortical e o número aumentado de descritores afetivos do mesmo questionário. A estimulação magnética transcraniana repetitiva é procedimento seguro e alternativa terapêutica para doentes com DPC / INTRODUCTION: Non-visceral chronic pelvic pain is clinical challenge due to the diversity of structures present in the pelvis and the widespread musculoskeletal framework that surrounds, supports and protects, which makes its diagnosis and treatment very difficult and usually unsatisfactory. Many are its causes and various organs may be involved in its occurrence, either alone or in association, especially the genitourinary, gastrointestinal, musculoskeletal and neuropsychological structures. OBJECTIVES: Clinical and demographic characterization of a sample of women with non-visceral chronic pelvic pain refractory to conventional treatments and evaluation of the analgesic efficacy of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in the magnitude of pain, psychic, sexual function and quality of life. PATIENTS AND METHODS: Eighteen patients were randomly included into two groups (A and B) accordingly the use of active rTMS (rTMS-a) or sham rTMS (rTMS-s), respectively, applied in the representation area of the pelvis and motor cortex perineum primary as the first approach. rTMS-a was performed with 10Hz, 80% of the muscle resting threshold and 3000 pulses per session. s-rTMS was performed with a disconnected coil and a second coil applied perpendicularly to the first one to generate sounds and reverberations on the scalp similar to rTMS-a. Three weeks after the session of rTMS-a the group A patients were treated with rTMS-s and the group B patients with rTMS-a. The evaluations were performed at baseline (D-7), and on days -1, +7, +21, +28 and +36 from the start of the study. The following inventories validated for the Brazilian-Portuguese language were used, Brief Pain Inventory were used; DN-4, Questionnaire brief descriptors of McGill Symptoms Inventory Neuropathic Pain, Hospital Anxiety and Depression Scale, Female Sexual Function Index, WHOQOL-brief, Visual Analogue Scale and the Questionnaire for Assessment of Pelvic Pain. A muscle algometer to assess muscle soreness in the pelvis and hip was also used. RESULTS AND CONCLUSIONS: The DPC was severe, the patients presented high scores of anxiety and depression, pain caused negative impact on physical and daily activities, self-perceived health status, female sexual function and quality of life and there was high incidence of myofascial pain syndrome the pelvic muscles and hip. rTMS-a provided significant improvement of pain in patients initially treated with rTMS-a and rTMS-s resulted in significant but less expressive improvement in pain when it was preceded by treatment with rTMS-a. There was no significant change in the values of the scores of depression and anxiety and of the Female Sexual Function Index in patients initially treated with rTMS-a it and there was an increase in the value of the score anxiety in patients initially treated with rTMS-s. There was improvement of the \"psychological\" and \"environment\" dominions of the WHOQOL-brief in patients initially treated with rTMS-a. The results of initial treatment with rTMS-a or rTMS-s influenced the outcome of the second procedure. The resting motor threshold was high, the intracortical inhibition was reduced, and the intracortical facilitation normal. There was correlation between the resting motor threshold and the affective descriptors of the McGill Pain Questionnaire and between reduced intracortical inhibition and the increased number of affective descriptors of the same questionnaire. rTMS is a safe procedure and therapeutic alternative for patients with DPC

O estudo foi realizado através de avaliação de 214 hemisférios cerebrais, de 107 espécimes humanos, com a idade variando desde 12 semanas de gestação até 8 meses pós-natal. A idade gestacional dos fetos foi calculada através do seu peso corpóreo. Os fetos com malformações congênitas ou com encéfalos danificados foram excluídos. Após a fixação do encéfalo em solução de formol a 10%, foi removida a aracnóide para a análise dos sulcos do cérebro, os quais foram então estudados, desde o seu aparecimento, até sua formação completa. A principal finalidade desse estudo foi estabelecer os padrões de desenvolvimento morfológico dos sulcos cerebrais característicos de cada idade gestacional. Tendo como base a análise dos resultados, foram estabelecidas tabelas de referências cronológicas pertinentes à formação de cada sulco em toda superfície do cérebro. / The study was done through the analysis of 214 brain hemispheres of 107 human brains, with their ages ranging from 12 weeks of gestation to 8 months of postnatal life. The gestational age was calculated from their body weight. The fetuses with congenital abnormalities and or damaged brains were excluded from the study. After the brain fixation with 10% formalin, the arachnoid was removed for the study of the sulci and fissures of the brain, since their appearance until their complete development. The aim of this anatomical study was to establish a reliable sulci morphological pattern characteristic of each gestational age. Based in our findings, reference tables pertinent to the appearance of each sulci of all brain surface were built and are here presented.