O peixe-zebra (Danio rerio) é um pequeno teleósteo pertencente à família Cyprinidae, o qual vem sendo estudado em diferentes áreas científicas. Essa espécie apresenta genes evolutivamente conservados, diversos sistemas de neurotransmissão já caracterizados e um amplo repertório comportamental , os quais podem ser modulados por diversas drogas. Portanto, a presente tese tem por objetivo estudar parâmetros bioquímicos em peixe-zebra com ênfase nos sistemas de sinalização purinérgico e colinérgico, bem como avaliar o comportamento de animais submetidos à tarefa do open tank e investigar os efeitos promovidos pelo tratamento com taurina no modelo de exposição aguda ao etanol. Nós demonstramos que o tratamento agudo (1h) com taurina nas concentrações de 150 e 400 mg/L aumentou a hidrólise de AMP e levou a uma diminuição significativa na desaminação de adenosina em membranas cerebrais, sendo que o último efeito também foi observado nos ensaios in vitro. Entretanto, não foram observados efeitos sobre a hidrólise dos nucleotídeos tri e difosfatados, promovida pelas NTPDases. Estudos relacionados à hidrólise dos nucleotídeos ATP e ADP em cérebro, fígado e coração de peixe-zebra demonstraram um perfil diferencial nos respectivos tecidos. O efeito distinto promovido por inibidores apontou que diferentes membros das NTPDases poderiam estar contribuindo para a atividade enzimática detectada, o que foi sugerido por estudos de bioinformática e ensaios de expressão gênica. Além disso, verificamos que, no modelo de exposição aguda ao etanol, a taurina foi capaz de prevenir as alterações promovidas pelo álcool sobre a atividade da AChE e das defesas antioxidantes enzimáticas. Contudo, o pré-tratamento com taurina demonstrou ser mais efetivo na prevenção do estresse oxidativo, visto que, diferentemente do co-tratamento, aumentou o conteúdo total de tióis reduzidos cerebral e diminuiu o dano lipídico. A fim de caracterizar o repertório comportamental espaço-temporal dos animais no teste do open tank, nós elaboramos um protocolo que avaliava o efeito do confinamento prévio a estímulos naturalísticos (ambientes claro, escuro e transparente). Os resultados demonstraram que os peixes previamente confinados em um ambiente naturalmente aversivo (claro) apresentaram uma habituação intrasessão mais rápida em comparação aos grupos escuro e transparente, avaliada pelas transições e tempo de permanência na região superior do aparato. O perfil exploratório espaço-temporal foi analisado através de plots representativos, sendo proposto um etograma descritivo para a tarefa do open tank. A partir do repertório comportamental determinado, o efeito promovido pelo pré-tratamento com taurina nas alterações comportamentais induzidas pelo etanol foi investigado. Nossos achados demonstraram que o etanol diminuiu a atividade locomotora dos animais, sendo que as concentrações de taurina testadas (42, 150 e 400 mg/L) preveniram essa modificação. Contudo, o pré-tratamento com 150 mg/L de taurina não preveniu as alterações na exploração da área superior do aparato, sugerindo que diferentes mecanismos poderiam estar envolvidos na resposta comportamental observada. Em suma, nossos resultados possibilitam uma maior compreensão das respostas neuroquímicas e comportamentais em peixe-zebra, contribuindo para novas estratégias relacionadas a estudos translacionais. / The zebrafish (Danio rerio) is a small teleost fish that belongs to the Cyprinidae family, which has been studied in different scientific areas. This species has evolutively conserved genes, several neurotransmitter systems characterized, and a wide behavioral repertoire, which may be modulated by distinct drugs. Thus, this thesis aims to study biochemical parameters in zebrafish, emphasizing the purinergic and cholinergic signaling, as well as to evaluate the behavior of animals in the open tank task and to investigate the effects of taurine treatment in the acute ethanol exposure model. We showed that acute taurine treatment (1h) at 150 and 400 mg/L increased the AMP hydrolysis and significantly decreased the adenosine deamination in brain membranes. The latter effect was also observed in the enzyme assays performed in vitro. However, the tri and diphosphonucleoside hydrolysis promoted by NTPDases was unaffected by taurine. Studies related to ATP and ADP hydrolysis in zebrafish brain, liver, and heart demonstrated a differential profile in the respective tissues. The distinct effect promoted by inhibitors pointed that different NTPDase members could play a role in the enzyme activity detected, as suggested by bioinformatic analysis and gene expression assays. Moreover, we observed that, in the acute ethanol exposure model, taurine prevents the alterations induced by ethanol in AChE and in enzymatic antioxidant defenses activities. However, taurine pretreatment has shown to be more effective in the prevention of oxidative stress, considering that, differently from the cotreatment, it increased the total reduced thiol content and decreased lipid peroxidation in zebrafish brain. To characterize the spatio-temporal behavioral repertoire of animals subjected to the open tank task, we described a protocol which evaluated the effect promoted by the previous confinement using natural stimuli (bright, dark, and transparent environments). The results showed that fish previously confined into an aversive environment (brightly one) presented a faster intra-session habituation response when compared to dark and transparent groups, evaluated by transitions and time spent in the top area of the tank. The spatio-temporal exploratory profile was assessed by representative plots with the proposal of a descriptive ethogram to the behavioral task. Considering these behaviors, the effect promoted by taurine pretreatment on the behavioral changes induced by ethanol was investigated. Our findings demonstrated that ethanol significantly decreased the locomotor activity and that the taurine concentrations tested (42, 150, and 400 mg/L) prevented this modification. Nevertheless, the pretreatment with 150 mg/L taurine did not prevent the alterations on the exploratory profile for the top area of apparatus, suggesting that different mechanisms could be involved in the behavioral response observed. In conclusion, our data help to a better understanding of the neurochemical and behavioral responses in zebrafish, contributing for new strategies related to translational studies.

O trabalho experimental foi desenvolvido em uma propriedade de produção leiteira no município de Camargo, na região fisiográfica denominada de Planalto Médio do RS, com o objetivo de estudar e quantificar o efeito da substituição do componente protéico (farelo de soja) da ração, comumente fornecida aos animais, por pastejo controlado de trevo branco (Trifolium repens L.) em animais mantidos em pastagens de azevém (Lolium multiflorum L.), na performance produtiva, comportamento e qualidade do leite de vacas holandesas. Para tal, foram utilizados dois grupos de animais agrupados de forma homogênea após estratificação por produção, período de lactação e peso corporal, em um delineamento experimental completamente casualizado em blocos. Os dois grupos eram mantidos em pastagens de azevém, por um determinado período de tempo durante o dia (aproximadamente 5 horas). Um grupo recebia diariamente 3 kg de suplemento energético constituído de farelo de milho, farelo de trigo, casca de soja e sal mineral (subtraída de farelo de soja) e tinha acesso controlado à pastagem de trevo branco (aproximadamente 2,5 horas), denominado tratamento TB; outro recebia a mesma quantidade de suplemento, adicionada de quantidade de proteína equivalente ao consumo diário no tratamento anterior via trevo, na forma de farelo de soja, denominado tratamento FS. As medições eram realizadas em avaliações quinzenais, procedendo-se controles leiteiros individuais, medidas de perímetro torácico, coletas de amostras de sangue e leite dos animais e registro de atividades dos animais em pastejo. Os resultados demonstraram semelhanças significativas entre os dois tratamentos, para a maioria das variáveis estudadas, com exceção do teor de proteína do leite que foi maior para o tratamento TB, e os valores de teor de lactose, tempo de pastejo e freqüência de bocados maiores para o tratamento FS. Estes resultados indicam que a utilização do trevo branco, como fonte protéica para os animais, foi tecnicamente viável e eficiente.

A encefalopatia causada pela hipóxia-isquemia durante o período neonatal é frequente e extremamente prejudicial para o encéfalo do recém-nascido. O estresse oxidativo é um componente da sua fisiopatologia e está relacionado à morte celular encontrada em animais submetidos ao modelo de hipóxiaisquemia, o que resulta em danos às células neurais, expresso em problemas cognitivos e alterações comportamentais. O exercício físico durante a gestação possui potencial terapêutico, considerando os benefícios que ele produz tanto para a mãe quanto para o feto. Nosso grupo demonstrou o efeito neuroprotetor que a natação materna apresenta para o filhote de ratos, através de uma regulação antioxidante positiva e biogênese mitocondrial. Com isso o objetivo deste trabalho foi avaliar se a adaptação proporcionada pelo exercício materno é capaz de amenizar os efeitos prejudiciais da hipóxia-isquemia neonatal e se eles persistem até a fase adulta, se manifestando através de alterações comportamentais. Ratas Wistar adultas realizaram o protocolo de natação materna antes e durante a gestação. Os filhotes dessas mães foram submetidos ao modelo de hipóxia-isquemia 7 dias após o seu nascimento, permanecendo na caixa com cuidados maternos até completarem 21 dias de vida, quando ocorreu o desmame e uma parte dos animais foi eutanasiada. Cerebelo, córtex parietal, hipocampo e estriado foram dissecados e utilizados para a avaliação dos parâmetros de estresse oxidativo. A outra parte dos animais permaneceu no biotério até a fase adulta, quando realizaram os testes comportamentais juntamente com a quantificação dos níveis de BDNF nas mesmas estruturas. Os animais que foram submetidos ao modelo de hipóxiaisquemia apresentaram uma modulação antioxidante dependente de estrutura juntamente com um aumento da atividade motora no campo aberto. Nas estruturas do hipocampo e córtex parietal foi observada uma diminuição dos níveis de espécies reativas, enquanto no estriado ocorreu um aumento estatisticamente significativo. O protocolo de nado materno apresentou uma melhora na memória de longo prazo no reconhecimento de objetos, porém, essa modulação não foi suficiente para deter os efeitos deletérios da encefalopatia neonatal induzida pela hipóxia-isquemia. Os níveis de BDNF não foram significativamente alterados em nenhum grupo experimental. Nossos dados sugerem que a hipóxia-isquemia produz efeitos deletérios sobre o encéfalo, demonstrados por alterações bioquímicas e comportamentais, que não puderam ser prevenidas pelo exercício de natação materno. / Encephalopathy caused by hypoxia-ischemia in the neonatal period is frequent and extremely harmful to the brain of the newborn. Oxidative stress is a component of the pathophysiology and is linked to cell death found in animals subjected to hypoxia-ischemia model, which results in damage to neural cells, expressed as cognitive impairment and behavioral changes. Exercise during pregnancy has therapeutic potential, considering the benefits it produces for both mother and fetus. Our group demonstrated the neuroprotective effect that maternal swimming presents to the offspring of rats, through a positive antioxidant regulation and mitochondrial biogenesis induction. Therefore, the objective of this study was to evaluate whether the adaptation provided by maternal exercise can minimize the harmful effects of neonatal hypoxiaischemia and if they persist into adulthood, manifesting through behavioral changes. Adult female Wistar rats performed the maternal swimming protocol before and during pregnancy. The pups delivered were submitted to the model of hypoxia-ischemia 7 days after birth, remaining in the box with maternal care until they are 21 days of life, when they were weaning and a part of the animals was euthanized. Cerebellum, parietal cortex, hippocampus, and striatum were dissected and used for the evaluation of oxidative stress parameters. The other part of the animals remained in the animal facility until adulthood, when performed behavioral tests along with the quantification of BDNF levels in the same structures. The animals which were subjected to hypoxia-ischemia model presented an antioxidant modulation dependent structure, along with an increase in motor activity in the open field. In hippocampal and parietal cortex structures were observed a decrease in the levels of reactive species, while the striatum had a statistically significant increase. Maternal swimming protocol showed an improvement in long-term memory evaluated by object recognition task, however, this modulation was not enough to stop the deleterious effects of neonatal encephalopathy induced by hypoxia-ischemia. BDNF levels were not significantly altered in any experimental group. Our data suggest that hypoxiaischemia produces deleterious effects on the brain, demonstrated by biochemical and behavioral changes, which could not be prevented by maternal swimming exercise.

A claudicação é a expressão clínica de dor ou desconforto e é uma das principais, se não a principal limitação à questão de bem estar animal em pecuária leiteira, mundialmente. Este trabalho objetivou verificar se o tratamento de doenças digitais de vacas com claudicação severa melhora, em curto prazo, a locomoção e o comportamento. Foram utilizadas 34 vacas leiteiras com claudicação severa. Escores de locomoção foram conferidos às vacas, no dia anterior e no 6º dia após o tratamento. As observações comportamentais foram realizadas no dia anterior e um, seis e oito dias após o tratamento de doenças digitais. As vacas foram observadas durante a parte diurna do dia para estimar as proporções de tempo gasto nas atividades ingestivas: ruminação, alimentação, sem atividade mastigatória (descansando) e em atividades posturais: deitadas e em pé. Os dados comportamentais foram submetidos à análise de variância, procedimento Mixed do SAS ®, de acordo com um delineamento experimental inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo, considerando-se no modelo o efeito de dia, raça, tipo de lesão, idade, dias em lactação, posição e número de membros com lesão. O tratamento melhorou o escore de locomoção uma semana após o tratamento, mas não houve alterações nas proporções dos tempos despendidos para as atividades comportamentais observadas. Embora o tratamento tenha melhorado o escore de locomoção, o comportamento animal não foi alterado. / Lameness can cause discomfort and pain which may impair behavior and welfare. This study aimed to verify if the corrective trimming on cows with severe claudication improves the locomotion and behavior. Thirty-four lactating Jersey and Holstein cows with severe lameness problems were used. Cows were scored for lameness on day -1 (previous) and 6 after trimming according to a 5-point scale, while behavior was evaluated on days -1 (previous) and on days 1, 6 and 8 following trimming. Cows were observed during the diurnal part of the day and the proportions of time spent in ingestive behavior: ruminating, feeding and resting (no chewing activity) as well as in posture lying or standing were registered. Behavior data was submitted to variance analysis using the Mixed procedure of SAS® according to a completely randomized design with repeated measurements, considering in the model the effect of day, breed, type of lesion, age, days in milk, number and position of locomotion members with lesion. Lameness score was reduced one week after treatment. The treatment improved the lameness score a week after treatment, but there was no change in the proportions of time spent in the behavioral activities. Despite the improvement on lameness score, trimming did not change expressively the behavior of lactating cows in a short time period.

Este estudo teve o objetivo de identificar e correlacionar as variáveis comportamentais e as características do comportamento materno-filial e do temperamento de ovinos por meio de modelos multivariados. O estudo foi dividido em três partes, nas primeiras duas, foi avaliado o comportamento materno-filial e o temperamento de ovelhas da raça Corriedale durante o período periparto; e no terceiro foi realizado um estudo retrospectivo através da análise multivariada de dados referentes ao Escore de Comportamento Materno (ECM) e o temperamento de ovelhas das raças Corriedale em diferentes manejos. As observações do comportamento das ovelhas e cordeiros ocorreram desde o início do parto até 2 horas após, quando foram registradas as seguintes observações: horário do parto, permanência da ovelha parturiente com o rebanho, grau de agitação durante o parto, cuidados com o(s) cordeiro(s), facilitação da mamada, tipo de parto, tempos de latência do(s) cordeiro(s) em ficar de pé e para mamar, vocalização da ovelha e do cordeiro, sexo do(s) cordeiro(s), peso ao nascimento, além dos dados meteorológicos. Entre 12 a 24 horas após o parto foi avaliado o ECM. A reatividade dos animais foi avaliada no Teste de Arena no dia do desmame. Os dados foram submetidos à análise de fatores principais, de correlação e médias canônicas, agrupamentos e comparação de médias dos grupos. No primeiro estudo, o ECM de ovelhas Corriedale criadas em sistema semiextensivo foi positivamente associado com a idade da ovelha, peso ao encarneiramento, escore da condição corporal no encarneiramento, peso ao desmame e atitude de facilitar a mamada. No segundo estudo, os atributos avaliados no Teste de Arena como o tempo de latência da ovelha no isolamento e na presença do observador, movimentação no isolamento, vocalizações de alta intensidade, número de micções e resistência em sair da arena foram associados a baixos valores de Escore de Comportamento Materno. No terceiro estudo, o ECM foi associado positivamente com a frequência respiratória, distância percorrida, número de vocalizações totais e defecações totais na presença do observador. Ovelhas com ECM menor apresentaram maior frequência respiratória, temperatura retal, maior número de defecações totais na presença do observador e menor número de tentativas de fuga na presença do observador. A análise multivariada mostrou-se uma ferramenta eficaz para avaliar a associação do Escore do Comportamento Materno e do temperamento de ovelhas da raça Corriedale. / This study aimed to identify and correlate the behavioral variables and maternal-filial behavior characteristics and temperament of sheep using multivariate models. The study was divided into three parts, the first two evaluated the mother-filial behavior and the temperament of ewe Corriedale during the peripartum period and the third dealed with a retrospective study using multivariate analysis of data for the maternal behavior score (MBS) and the temperament of Corriedale ewe in different systems. Behavior of ewe and lambs was observed since the onset of lambing until 2 hours after parturition, when the following activities were recorded: traits such as lambing schedule, permanence of the ewe with the herd, degree of agitation during lambing, care of the lamb, facilitate suckling at birth, type of lambing, latency of the lamb to stand up and latency to suck, vocalizations of the ewe and lamb, sex of the lamb, birth weight and MBS. MBS was evaluated between 12 and 24 hours after lambing. The animal reactivity was assessed at weaning with the arena test. Data were subjected to analysis of principal factors, correlation and canonical average, groups and comparison of group means. In the first study, Corriedale ewes reared in semi-extensive system show MBS positively associated with their age, weight at mating and weaning, body condition score in mating and attitude to facilitate feeding. In the second study, the attributes evaluated in the Arena Test as the latency time of the ewe in isolation and in the presence of the observer, activity in isolation, number of high-intensity vocalization, number of urination events and resistence to leave the arena were associated with low values of score of maternal behavior. In the third study, the MBS was positively associated with respiratory rate, activity in isolation, total number of vocalizations and total defecation in the presence of the observer. Ewe with MSB showed lower respiratory rates, rectal temperature, total number of defecation in the presence of the observer and fewer escape attempts in the presence of the observer. Multivariate analysis showed to be an effective tool to evaluate the association score between maternal behavior and social temperament of ewe.

A criação de novilhas pode utilizar aditivos fitogênicos, como o extrato de chá-verde (Camellia sinensis L.) para melhorar aspectos ligados à sanidade e eficiência digestiva. Todavia existem poucas informações sobre os seus efeitos no comportamento animal. O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos da inclusão de diferentes doses do extrato herbal de chá-verde no comportamento social e ingestivo de novilhas leiteiras. Foram utilizadas 35 novilhas não prenhes e com idades entre 14 e 15 meses. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e medidas repetidas no tempo. O comportamento foi avaliado nos períodos diário (24 horas) e diurno (11 às 20:30 horas), e foi observado visualmente de forma individual em intervalos de 10 minutos. As variáveis estudadas foram: tempo em decúbito direito, tempo em decúbito esquerdo, tempo deitada total, tempo em estação, tempo em ócio, tempo ruminando, tempo pastejando, e a frequência com que os animais caminhavam, corriam, ingeriam água, ingeriam sal, interagiam e tinham comportamento de dominância/dominada entre eles. Os atributos comportamentais contínuos foram avaliados quanto ao efeito das doses de extrato de chá verde, segundo a análise de regressão e análise de variância, testando os efeitos de dia de avaliação, doses e sua interação, e os atributos comportamentais eventuais foram analisados usando regressão logística. Em relação ao comportamento diário (24h), a inclusão do extrato de chá verde na dieta aumentou linearmente o tempo deitada em decúbito direito e reduziu o tempo em pastejo. Os demais atributos não tiveram diferenças significativas. Em relação ao comportamento diurno, a inclusão do extrato de chá verde na dieta de novilhas influenciou o tempo deitada em decúbito direito, as que receberam 3g apresentaram maiores tempos em decúbito direito comparados com aquelas que receberam 2g. A chance de ocorrência de interações entre os animais diminuiu em 30% a cada grama de extrato de chá verde fornecida no alimento. Nos demais atributos não houve diferenças significativas. O extrato de chá verde altera em parte o comportamento ingestivo, diminuindo as atividades de pastejo, enquanto aumenta o tempo de permanência deitada em decúbito direito e diminui as interações sociais entre os animais. / In the production of dairy heifers, phytogenic additives, such as green tea extract (Camellia sinensis L.) might be used to improve aspects of health and digestive efficiency. There is limited information of the effects on performance and animal behavior. This trial was conducted to evaluate the effects of the inclusion of green tea herbal extract in the diet on the ingestive and social behavior of dairy heifers. Thirty-five non-pregnant heifers, aged between 14 and 15 months, were used. The experimental design was completely randomized, with four treatments and repeated measures. The behavior was visually observed individually and focal at 10 minute intervals. The variables studied were: time spent in right decubitus, in left decubitus, lying, standing, resting, ruminating, grazing, and the frequency animals walked, ran, drank water, ate salt, interacted and had dominance/submission behavior. Continuous behavioral attributes were evaluated for the effect of green tea extract doses, according to regression analysis and analysis of variance, testing the effects of valuation date, doses and their interaction, and discrete or categorical behavioral attributes were analyzed using logistic regression. Regarding the daily behavior (24 hours), the inclusion of green tea extract in the diet linearly increased the time lying on right decubitus and reduced grazing time. The other attributes did not differ significantly. Regarding the diurnal behavior, green tea extract in heifers’ diet influenced the lying time on right decubitus, those receiving 3g spent more time in right decubitus than those receiving 2g. The chance of occurrence of interactions between animals decreased by 30% every 1g of green tea extract of grass added into the diet. No differences were detected for other attributes. Green tea extract alters partially feeding behavior, reducing grazing activities, while it increases the time lying in right decubitus and reduces social interactions among animals.

O diabetes mellitus é uma doença metabólica caracterizada por níveis elevados de glicose no jejum e está associada com a perda da função cognitiva e um maior risco de desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, tais como a Doença de Alzheimer (DA). As complicações do diabetes estão relacionadas com a hiperglicemia, níveis elevados de compostos reativos, como o metilglioxal (MG) e a formação de produtos finais de glicação avançada (do inglês Avanced Glycation End Products - AGEs). Os AGEs e o MG - um aldeído reativo envolvido no estresse dicarbonil e na formação de AGEs – encontram-se elevados em pacientes com diabetes e DA e têm sido sugeridos como mediadores do declínio cognitivo observado nessas patologias. Estudos indicaram que os astrócitos possuem o sistema glioxalase mais efetivo que os neurônios e, portanto, podem proteger os neurônios do estresse dicarbonil. Entretanto, as reações de glicação estão associadas com o prejuízo no funcionamento dos astrócitos, que, desta forma, comprometem a atividade neuronal. Tendo em vista que as reações de glicação estão exacerbadas no diabetes e em doenças neurodegenerativas sugere-se que nestas situações o dano neuronal seja ainda maior. Este trabalho teve como objetivo avaliar a suscetibilidade ao dano induzido pelo MG em culturas de astrócitos e de glioma C6 e examinar o efeito da alta concentração de glicose, do MG e da carboxietil-lisina (CEL), um AGE derivado da reação do MG com a lisina, em parâmetros oxidativos, metabólicos e específicos de astrócitos em fatias de hipocampo in vitro. Além disso, verificar se a administração intracerebroventricular (ICV) de MG causa alterações comportamentais, relacionadas com declínio cognitivo e ansiedade, e alterações bioquímicas em hipocampo, córtex cerebral e líquido cefalorraquidiano (LCR) ex vivo. Em culturas de células observou-se uma alta eficiência do sistema glioxalase em astrócitos em comparação com células C6. O conteúdo de glutationa diminuiu a partir de 1 hora após a exposição ao MG apenas em C6. A captação de glutamato reduziu em astrócitos e aumentou em C6, sendo que este efeito estava relacionado com reações de glicação, mas não com a expressão de transportadores de glutamato analisados. A formação de espécies reativas, a secreção de S100B e o conteúdo da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) não foram modificados pelo tratamento com MG nas células estudadas. Em fatias de hipocampo (in vitro) verificou-se que a glicose, o MG e a CEL não alteraram a formação de espécies reativas, a captação de glicose e a atividade da glutamina sintetase. No entanto, a captação de glutamato e a secreção de S100B diminuiram após o tratamento com MG e CEL. Estas mudanças não foram mediadas pela ativação de RAGE e por reações de glicação. A partir do estudo in vivo verificou-se que o MG não causou deficiência nos processos de aprendizagem e memória investigados pelas tarefas de habituação, labirinto em Y e reconhecimento de objetos e não alterou a atividade locomotora dos animais. Contudo, o aumento agudo dos níveis exógenos de MG diminuiu o comportamento do tipo ansiedade, observado através do teste de campo aberto. Em relação às análises ex vivo, o MG induziu alterações persistentes relacionados com a atividade da glioxalase 1, conteúdo de AGEs e captação de glutamato no hipocampo. A formação de espécies reativas, o conteúdo de glutationa, o conteúdo tecidual de GFAP e S100B e a atividade da glutamina sintetase não foram alterados com a administração ICV de MG. É possível concluir que a exposição aguda, in vitro, de fatias de hipocampo ao MG e CEL, mas não à glicose, foi capaz de induzir efeitos semelhantes em fatias de hipocampo, sugerindo que a alta concentração de glicose é tóxica principalmente por elevar a concentração de compostos glicantes, como o MG, e gerar ligações cruzadas com proteínas. O MG foi capaz de induzir prejuízo na captação de glutamato em culturas de astrócitos e fatias de hipocampo, indicando que o MG gera alterações na homestase cerebral através do comprometimento da remoção do glutamato da fenda sináptica, deste modo, contribuindo com as alterações neurológicas relacionadas com o diabetes mellitus. Em suma, as concentrações exógenas de MG e o tempo de exposição a elevadas concentrações deste composto determinam as diferentes características que podem ser observadas em pacientes diabéticos. / Diabetes mellitus is a metabolic disease characterized by high fasting-glucose levels and is associated with loss of cognitive function and a higher risk of developing neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease (AD). Diabetic complications have been associated with hyperglycemia, high levels of reactive compounds, such as methylglyoxal (MG) and advanced glycation end products (AGEs) formation. AGEs and MG - a reactive aldehyde, involved in dicarbonyl stress and AGEs formation - are elevated in diabetes and AD and have been suggested as mediators of cognitive decline observed in these pathologies. Astrocytes are impaired to glycation processes, although, they have an improved glyoxalase system compared to neurons that protect them from dicarbonyl stress, suggesting that damage to neuronal functions could be increased under diabetes and neurodegenerative diseases. This study aimed to evaluate the susceptibility of astrocytes and C6 glioma cells cultures to MG damage and to examine the effect of high glucose, MG and carboxyethyllysine (CEL), a MG-derived AGE of lysine, on oxidative, metabolic and astrocyte-specific parameters in hippocampal slices in vitro. Furthermore, verify if intracerebroventricular (ICV) administration of MG cause behavioral changes, related to cognitive decline and anxiety, and biochemical alterations in the hippocampus, cerebral cortex and cerebrospinal fluid ex vivo. Since our cultures studies we observed a high efficiency of the glyoxalase system in astrocytes compared to C6 cells. The content of glutathione decreased from 1 hour after MG exposure only in C6 cells. Glutamate uptake was decreased in astrocytes and increased in C6 cells and this effect is related to glycation processes, but not to glutamate transporters expression. The reactive species formation, S100B secretion and glial fibrillary acidic protein (GFAP) content were not modified by MG treatment in either culture studied. With hippocampal slices inbucation (in vitro) it was found that glucose, MG and CEL did not alter reactive species formation, glucose uptake or glutamine synthetase activity. However, glutamate uptake and S100B secretion were decreased after MG and CEL exposure. RAGE activation and glycation reactions did not mediate these changes. From in vivo research it was found that MG did not cause impairment in learning-memory processes investigated by habituation, Y-maze and object recognition tasks and did not alter locomotion behavior of animals. However, the acute increase of MG exogenous levels reduced anxiety-related behavior evaluated in the open field test. Ex vivo findings support that MG induced persistent alterations related to glyoxalase 1 activity, AGEs content and glutamate uptake in hippocampus. The reactive species formation, glutathione content, GFAP and S100B content, as well as glutamine synthetase activity were not altered by MG ICV administration. It is possible conclude that acute MG and CEL exposure, but not glucose, were able to induce similar effects on hippocampal slices in vitro, suggesting that conditions of high glucose concentrations are primarily toxic by elevate the rates of these glycation compounds, as MG, and generate protein cross-links. MG-induced astrocyte glutamate uptake impairment was seen in astrocyte cultures and hippocampal slices, indicating that MG produces changes in brain homeostasis by the impairment of glutamate removal of the synaptic cleft, thus contributing to neurological changes related to diabetes mellitus. The exogenous concentrations of MG and the time of exposure to high concentrations of this compound determine the different features that can be seen in diabetic patients.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é associado ao comprometimento cognitivo, sendo capaz de induzir morte neuronal, de alterar o número e a morfologia das células astrocitárias, de aumentar a permeabilidade da barreira hematoencefálica (BBB) e de promover dano neurovascular. O exercício físico, por outro lado, possui efeitos benéficos sobre o sistema nervoso central (SNC), induzindo plasticidade e melhorando o processo de aprendizagem, de memória e a atividade locomotora. Em nosso primeiro estudo, investigamos os efeitos de cinco semanas de exercício aeróbico sobre a prevenção ou reversão do déficit de memória espacial produzido pelo diabetes, e sobre alterações bioquímicas e imuno-histoquímicas de astrócitos no hipocampo, em ratos machos Wistar com DM1 induzido por estreptozotocina. Foram utilizados quatro grupos: controle não treinado (NTC); controle treinado (TC); diabético não treinado (NTD); e diabético treinado (TD). Neste estudo demonstramos que o exercício reverteu o dano na memória espacial causado pelo DM1, aumentou os níveis de glutationa (GSH) e de glutamina sintetase (GS) nos animais TC, mas não no grupo TD; aumentou a densidade de astrócitos GFAP positivos nos grupos TC e TD, e promoveu ramificação astrocitária no grupo TD. Não observamos nenhuma alteração na captação de glicose e de glutamato entre todos os grupos. No segundo estudo, com os mesmos grupos experimentais, avaliamos os efeitos do exercício sobre a memória de reconhecimento do novo objeto, sobre o comportamento motor no rotarod, e sobre a expressão das proteínas claudina-5 e aquaporina-4 (AQP4), proteínas associadas à integridade da BBB, no hipocampo e no estriado de animais diabéticos. Observamos que o exercício melhorou a memória não espacial e a habilidade motora nos animas TC e TD. O diabetes produziu uma diminuição da expressão da claudina-5 no hipocampo e no estriado, e reduziu os níveis de AQP4 hipocampal. O exercício preservou os níveis de claudina-5 no estriado dos animais TD, mas não no hipocampo, e não alterou os níveis reduzidos de AQP4 hipocampal produzidos pelo diabetes. Nossos resultados indicam que o exercício físico reverte o déficit de memória espacial induzido pelo DM1, melhora a memória de reconhecimento do novo objeto, e a atividade motora, induz importantes alterações morfológicas nas células astrocitárias, e afeta importantes componentes da BBB no estriado. Nossos dados contribuem para a compreensão dos benefícios comportamentais, motores, histofisiológicos e neuroquímicos do exercício físico no DM1. / Type 1 diabetes mellitus (T1DM) affects cognitive domains, induces neuronal death, changes in the number and in morphology of astrocytes, increases blood brain barrier (BBB) permeability and promotes neurovascular impairment. Physical exercise, on the other hand, has beneficial effects on brain functions, inducing brain plasticity and improving learning, memory and locomotor activity. In our first study, we investigated the effects of five weeks of aerobic exercise to prevent or reverse spatial memory deficits produced by diabetes and some biochemical and immunohistochemical changes in hippocampal astrocytes of streptozotocin-induced T1DM in male Wistar rats. The rats were divided in four groups: trained control (TC), non-trained control (NTC), trained diabetic (TD) and non-trained diabetic (NTD). In this study, we demonstrated that exercise reversed spatial memory impairments generated by T1DM, increased glutathione (GSH) and glutamine synthetase (GS) levels in TC animals, but not in TD rats; increased the density of GFAP immunoreactive astrocyte in TC and TD groups, and increased astrocyte ramification in TD group. Glucose and glutamate uptake were not affected. In the second study, using the same experimental groups, we evaluated the effects of exercise on novel object recognition task, on motor behavior in rotarod test, and on the expression of proteins related to BBB integrity, such as claudin-5 and aquaporin-4 (AQP4) in the hippocampus and striatum in diabetic rats. We showed that exercise enhanced the non-spatial memory performance and rotarod ability in the TC and TD animals. Diabetes produced a decrease in claudin-5 expression in the hippocampus and striatum and reduced AQP4 in the hippocampus. Physical exercise preserved the claudin-5 content in the striatum of TD rats, but not in the hippocampus, and the reduction of AQP4 levels produced by diabetes was not reversed by exercise. Our findings indicate that physical exercise reverses the cognitive deficits present in T1DM, improves novel object recognition task retention, enhances motor performance, induces important morphological astrocytic changes, and affects important structural components of the striatal BBB. Our date could enhance the knowledge regarding the behavioral, locomotor, histophysiological and neurochemical benefits of exercise in diabetes.

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.