Resumo não disponível.

A presente tese descreve o estudo cinético e mecanístico da desativação do estado singlete- e triplete-excitado de flavinas por esteróis (colesterol e ergosterol), vitamina D, coenzima Q10, vitamina K, ácidos graxos e metabólitos da cafeína. Através da análise de Stern-Volmer da supressão de fluorescência da riboflavina pelo colesterol, ergosterol, vitamina D, vitamina K, e pela coenzima Q10 observa-se que o estado singlete excitado da riboflavina é desativado com constante de velocidade superior ao limite da difusão. No entanto, a presença de colesterol, ergosterol, vitamina D, vitamina K e coenzima Q10 não afeta o tempo de vida do estado singlete excitado da riboflavina como demonstrado por experimentos de contagem de fótons resolvido no tempo sugerindo a formação de um complexo precursor [riboflavina...substrato]. O complexo 1:1 formado entre a riboflavina e a vitamina D apresenta Ka = 4 x 104 ± 3 mol⋅L-1 a 25 0C com ΔH0 = -36 ± 7 kJ⋅mol-1 e ΔS0 = -5 ± 3 J⋅mol-1 ⋅K-1. O complexo 1:1 entre a riboflavina e a vitamina K (vit K) e a riboflavina com a coenzima Q10 (CoQ10) apresentam Ka = 1 x 103 ± 1 mol⋅L-1 com ΔH0 = -110 ± 22 kJ⋅mol-1 e ΔS0 = 51 ± 9 J ⋅mol-1⋅K-1 para a vit K e Ka = 4 x 102 ± 1 mol⋅L-1, ΔH0 = -120 ± 27 kJ ⋅mol-1 e ΔS0 = 41 ± 7 J ⋅mol-1⋅K-1 para a CoQ10 a 25 0C. Para a desativação do estado triplete da riboflavina, foram obtidas constantes bimoleculares de velocidade variando de 1,4 x 108 L ⋅mol-1⋅s-1 (vit D) a 1,4 x 109 L ⋅mol-1⋅s-1 (CoQ10). Observa-se supressão da emissão de fluorescência da riboflavina na presença de metabolitos da cafeína, no entanto, sem alterar o tempo de vida do estado singlete excitado da riboflavina sugerindo a formação de um complexo precursor [riboflavina...substrato]. O complexo formado entre a riboflavina e os metabólitos da cafeína apresentam Ka = 295 ± 1 mol⋅L-1 com ΔH0 = -45 ± 8 kJ⋅mol-1 e ΔS0 = 12 ± 1 J⋅mol-1⋅K-1 para o ácido 1,7-dimetil úrico, Ka = 289 ± 1 mol⋅L-1 com ΔH0 = -38 ± 5 kJ ⋅mol-1 e ΔS0 = 9 ± 2 J ⋅mol-1⋅K-1 para o ácido 1-metil úrico e Ka = 275 ± 1 mol⋅L-1 com ΔH0 = 16 ± 3 kJ ⋅mol-1 e ΔS0 = 6 ± 1J ⋅mol-1⋅K-1 para a 1,7-dimetilxantina a 25 0C. Para a desativação do estado triplete da riboflavina, foram obtidas constantes de velocidade de 3kq = 4,2 x 108 L.mol-1.s-1 para a 1,7-dimetilxantina, 3kq = 1,0 x 108 L.mol-1.s-1 para o ácido 1,7-dimetil úrico e 3kq = 1,4 x 108 L.mol-1.s-1 para o ácido 1-metil úrico. Os ésteres metílicos (oleato de metila, ácido linoléico conjugado (CLA), linoleato de metila, linolenato de metila, araquidonato de metila, eicosapentanoato de metila, e docosahexanoato de metila) não desativam o estado singlete-excitado da riboflavina. Entretanto, os ésteres metílicos se mostraram reativos frente ao estado triplete da riboflavina com constantes de velocidades 3kq variando de 8,4 x 105 a 3,3 x 107 L⋅smol-1 ⋅s-1 com uma dependência linear do número de hidrogênios bis-alílicos com excessão do CLA. / The present thesis describes the kinetic and mechanistic studies of flavin singlet- and triplet-excited states deactivation by sterols (ergosterol and cholesterol), vitamin D, coenzyme Q10, vitamin K, fatty acids, and caffeine metabolites. From the Stern-Volmer analysis of the riboflavin fluorescence quenching by cholesterol, ergosterol, vitamin D, vitamin K and coenzyme Q10, it is noted that the singlet-excited state of riboflavin is deactivated with a rate constant exceeding the diffusion limit. However, the presence of cholesterol, ergosterol, vitamin D, vitamin K, coenzyme Q10 did not affect the lifetime of singlet-excited riboflavin as probed by single photon counting experiments suggesting the formation of a ground-state precursor complex [riboflavin ...substrate]. The 1:1 complex formed between riboflavin and vitamin D showed Ka = 4 x 104 ± 3 mol⋅L-1 a 25 0C with ΔH0 = -36 ± 7 kJ⋅mol-1 and ΔS0 = -5 ± 3 J⋅mol-1 ⋅K-1. The 1:1 complex formed between riboflavin and vitamin K (vit K) and riboflavin with coenzyme Q10 (CoQ10) showed Ka = 1 x 103 ± 1 mol⋅L-1 with ΔH0 = -110 ± 22 kJ⋅mol-1 and ΔS0 = 51 ± 9 J ⋅mol-1⋅K-1 for vit K e Ka =4 x 102 ± 1 mol⋅L-1, ΔH0 = -120 ± 27 kJ ⋅mol-1 and ΔS0 = 41 ± 7 J ⋅mol-1⋅K-1 for CoQ10 a 25 0C. For the deactivation of triplet riboflavin, bimolecular rate constants were found to vary from 1,4 x 108 L ⋅mol-1⋅s-1 (vit D) a 1,4 x 109 L ⋅mol-1⋅s-1 (CoQ10). The caffeine metabolites quench fluorescence emission of riboflavin however, without affecting the lifetime of the singlet-excited state, suggesting the formation of a ground state precursor complex [riboflavin ... substrate]. The complex formed between riboflavin and caffeine metabolites showed Ka = 295 ± 1 mol⋅L-1 with ΔH0 = -45 ± 8 kJ⋅mol-1 and ΔS0 = 12 ± 1 J⋅mol-1⋅K-1for 1,7-dimetyl uric acid, Ka = 289 ± 1 mol⋅L-1 with ΔH0 = -38 ± 5 kJ ⋅mol-1 and ΔS0 = 9 ± 2 J ⋅mol-1⋅K-1 for 1-methyl uric acid and Ka = 275 ± 1 mol⋅L-1 with ΔH0 = 16 ± 3 kJ ⋅mol-1 and ΔS0 = 6 ± 1J ⋅mol-1⋅K-1 for 1,7-dimethylxanthine at 25 0C. For the deactivation of triplet riboflavin, rate constant were obtained with 3kq = 4,2 x 108 L.mol-1.s-1 para a 1,7-dimethylxanthine, 3kq = 1,0 x 108 L.mol-1.s-1 for 1,7-dimethyl uric acid, and 3kq = 1,4 x 108 L.mol-1.s-1 for 1-methyl uric acid. The methyl esters (methyl oleate, conjugated linoleic acid (CLA), methyl linoleate, methyl linoleate, methyl arachidonate, methyl eicosapentanoate, and methyl docosahexanoate) did not quench the singlet-excited riboflavin. However, the methyl esters were shown to be reactive towards triplet riboflavin with rate constants ranging from 8,4 x 105 a 3,3 x 107 L⋅mol-1 ⋅s-1and depending linearly with the number of bis-allylic hydrogens with exception to CLA.

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Tese de mestrado. Mestrado em Engenharia Biomédica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4678.pdf: 7495552 bytes, checksum: 364af0f02cf9aadbbf5e6a667ec1c4fe (MD5) Previous issue date: 2012-10-25 / In this study are proposed analytical methods involving the two-dimensional liquid chromatography for drug analysis. The twodimensional liquid chromatography (LC × LC) provides an increase in peak separation ability as compared with the technique dimensional. With its more powerful separation occurs reducing co-elutions, allowing better quantification. The orthogonal separation based on different separation mechanisms may improve the selectivity and facilitate analysis of compounds in complex samples. One of the principles characterizing 2D-LC technique is to use orthogonal methods to each other, thus peaks are eluted in the sequence A, B, C in the first column are eluted into another sequence in the second column that is orthogonal to the first . Selectivity is the ability of the chromatographic system of discriminating different analytes and is determined as the ratio of the retention factor of two analytes, or the ratio of the retention times. In the method 2D-LC, fractions should be collected after passing through a first column and reinjected into another column, thus, a chromatographic run 10 minutes at a flow rate of 1 ml / min, collecting fractions of 1 mL, 10 represents new injections. These fractions reinjected into a second column chromatograms new generation 10, which when joined together give rise to a chromatographic surface. Two-dimensional chromatograms are important to evaluate overlapping chromatographic peaks not able to be viewed on a conventional chromatographic analysis. The samples used for both tests were quantified by calculation of content and it was found that methods are needed, reproductive and fractions collected when compared with quantified method had good initial recovery. Methods have been developed for determination of senosides (series of anthraquinone derivatives with laxative effect), and dimeric occurring glycosides abundant in plants of the genus Senna and methods for determining the content of diclofenac sodium, paracetamol and caffeine. The samples were subjected to stress conditions to evaluate the appearance of new substances, characterized as impurities and / or degradation products. Comparing the results between one-dimensional and two-dimensional technique, note the significant increase in the selectivity of the peaks, and the resolution between them. In a dimensional analysis often requires a very long running time for complete separation of the peaks. Developing two-dimensional methods can significantly reduce the running time on a first column, causing the overlapping peaks are separated in a second stationary phase, gaining in selectivity. / Neste trabalho são propostos métodos analíticos que envolvem a técnica de cromatografia líquida bidimensional para análise de fármacos. A cromatografia líquida bidimensional (LC × LC) fornece um aumento na capacidade de separação de pico em comparação com a técnica unidimensional. Com seu maior poder de separação, ocorre a redução das co-eluições, permitindo melhor quantificação. A separação ortogonal com base em mecanismos de separação diferentes pode melhorar a seletividade e facilitar a análise de compostos em amostras complexas. Um dos princípios que caracteriza a técnica LC-2D é a utilização de métodos ortogonais entre si, deste modo, picos que são eluidos na sequencia A, B, C numa primeira coluna, serão eluidos em outra sequência numa segunda coluna que seja ortogonal à primeira. Seletividade é a capacidade do sistema cromatográfico de discriminar diferentes analitos e é determinada como a razão do fator de retenção de dois analitos, ou a relação entre os tempos de retenção. No método LC-2D, devem ser coletadas frações após a passagem por uma primeira coluna e reinjetadas em outra coluna, desta maneira, uma corrida cromatográfica de 10 minutos a um fluxo de 1 mL/minuto, coletando frações de 1 mL, representa 10 novas injeções. Estas frações reinjetadas em uma segunda coluna gerão 10 novos cromatogramas, que quando unidos dão origem a uma superfície cromatográfica. Cromatogramas bidimensionais são importantes para avaliar picos cromatográficos sobrepostos não possíveis de serem visualizados numa análise cromatográfica convencional. As amostras utilizadas para ambos os testes foram quantificadas através de cálculos de teor e verificou-se que os métodos são precisos, reprodutivos e as frações coletadas quando quantificadas em comparação ao método inicial apresentaram boa recuperação. Foram desenvolvidos métodos de determinação do teor de senosídeos (série de derivados de antraquinona com efeito laxante), sendo glicosídeos diméricos de ocorrência abundante em plantas do gênero Senna e métodos de determinação do teor de Diclofenaco Sódico, Paracetamol e Cafeína. As amostras foram submetidas a condições de estresse para avaliar o surgimento de novas substâncias, caracterizadas como impurezas e/ou produtos de degradação. Comparando os resultados obtidos entre a técnica unidimensional e a bidimensional, nota-se o aumento significativo da seletividade dos picos, além da resolução entre eles. Em uma análise unidimensional muitas vezes é necessário um tempo de corrida muito extenso para separação completa dos picos. Desenvolvendo métodos bidimensionais pode-se reduzir significativamente o tempo de corrida em uma primeira coluna, fazendo com que os picos sobrepostos sejam separados em uma segunda fase estacionária, ganhando em seletividade.

Introdução: Modelos experimentais de indução da carcinogênese pancreática são necessários para melhor compreensão da biologia tumoral e para estudar os efeitos de agentes promotores ou protetores. Objetivos: Avaliar os efeitos do álcool e da cafeína na carcinogênese pancreática induzida pelo 7,12- dimetilbenzantraceno (DMBA), aplicando a classificação sistematizada de neoplasias intra-epitelias pancreáticas (PanIN) de Hruban e cols. (2001)(1) em camundongos. Métodos: Cento e vinte camundongos mus musculus, machos, adultos foram divididos em quatro grupos. Em todos os animais foi induzida a carcinogênese pancreática pela implantação de 1mg de DMBA no pâncreas dos animais. Os animais recebiam ou água ou cafeína ou álcool ou álcool+cafeína de acordo com seu grupo. Para a análise histológica do pâncreas, adotou-se a classificação sistematizada das lesões precursoras (PanIN). Resultados: No grupo água + DMBA, 16,6% dos animais desenvolveram adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) e 66,6% apresentaram neoplasias intra-epiteliais pancreáticas (PanIN). No grupo álcool + DMBA, 52,9% desenvolveram ADP (p<0,05) e 35,3% PanIN. No grupo cafeína + DMBA, 15% apresentaram ADP e 65% PanIN. No grupo álcool+cafeína + DMBA, 23,8% desenvolveram ADP e 71,4% PanIN. Conclusões: O modelo experimental de carcinogênese pancreática em camundongos utilizando o DMBA, é eficaz na indução de lesões precursoras e de adenocarcinoma pancreático. O álcool está associado ao aumento da freqüência de adenocarcinoma pancreático, enquanto que a cafeína não demonstrou este efeito.

Estresse oxidativo é um desequilíbrio entre a geração de radicais livres e a capacidade de defesa do sistema antioxidante endógeno. Sabe-se também que o acúmulo extracelular de aminoácidos excitatórios leva a uma exacerbada estimulação de seus receptores, provocando insultos oxidativos no cérebro e pode levar a uma série de eventos que podem ser os causadores de diversas patologias como isquemia e doenças neurodegenerativas. A adenosina, ao ligar-se aos seus receptores, age como neuromoduladora da liberação desses neurotransmissores, protegendo as células contra o estresse oxidativo. Alem disso, sabe-se que a ativação de receptores de adenosina promove um aumento da atividade de enzimas antioxidantes. A Cafeína tem sua principal ação farmacológica através do antagonismo não seletivo dos receptores de adenosina, causando o bloqueio dos mesmos, e neste caso leva ao acúmulo de neurotransmissores no meio extracelular. Entretanto em altas concentrações, ela pode, por si só, ter ação antioxidante, “seqüestrando” radicais livres e, desta maneira, protegendo a célula do dano oxidativo. Por outro lado, alguns estudos demonstram que ela também pode ter ação pró-oxidante, quando em presença de altas concentrações de íons cobre e pode ter ação pró-apoptótica, via ativação da caspase 3. O objetivo deste trabalho foi a caracterização do efeito da ingestão crônica de cafeína (1g/L) por 7dias, sobre a atividade de enzimas de defesa antioxidantes (CAT, GSH-Px, SOD) em homogenato de hipocampo, cerebelo e estriado de ratos Wistar adultos. Nós também medimos a produção de radicais livres e a peroxidação de lipídeos Os resultados obtidos demonstraram que cafeína, administrada cronicamente, causa um aumento na peroxidação dos lipídeos de membranas e uma diminuição nas atividades das enzimas antioxidantes SOD e GSH-Px, nas três estruturas analisadas quando comparadas ao controle, porém não foi observada alteração na atividade da catalase. Além disso, não encontramos alteração nos níveis de produção de radicais livres. Portanto, embora alguns trabalhos demonstrem que a ingestão crônica de cafeína pode ter uma ação neuroprotetora, em nosso trabalho nós demonstramos que cafeína pode potencialmente provocar dano celular em estruturas cerebrais através da diminuição das enzimas antioxidantes. Provavelmente, esse efeito seja devido a uma diminuição da expressão e/ou número de receptores de adenosina (A1 ou A2) ou a cafeína está agindo somente como antagonista competitivo, bloqueando a ação da adenosina endógena. Outros experimentos são necessários para comprovar esta hipótese.

Os efeitos benéficos da administração crônica de cafeína sobre a memória têm sido observados em diferentes condições e modelos animais, mas os mecanismos subjacentes aos seus efeitos permanecem desconhecidos. Este estudo buscou investigar se a administração crônica de cafeína pode melhorar o desempenho em uma tarefa de memória em ratos adultos e de meia-idade. Além disso, os efeitos da cafeína sobre o imunoconteúdo do fator neurotrófico derivado encéfalo(BDNF) foi analisado para estabelecer uma conexão entre os achados comportamentais e BDNF, uma das neurotrofinas estritamente envolvida na memória e processos de aprendizagem. Além disso, analisou-se o imunoconteúdo do receptor tirosina cinase (Trk B), o precursor do BDNF (proBDNF) e o fator de transcrição CREB. Ratos Wistar adultos (2 meses) e de meia-idade (12 meses de idade) receberam água ou cafeína (1 mg / mL) na água de beber durante 30 dias. Ambos os grupos foram submetidos às tarefas de avaliação da atividade locomotora e esquiva inibitória. Ratos de meia-idade apresentaram uma diminuição da atividade locomotora em relação aos adultos e o tratamento com cafeína não modificou esse parâmetro em nenhuma das idades. Na tarefa de esquiva inibitória, a memória de curta e longa duração foi avaliada. Ratos de meia-idade apresentaram um comprometimento total da memória de curta duração em relação aos adultos. Quando a memória de longa duração foi avaliada, os ratos de meia-idade apresentaram uma diminuição do seu desempenho em relação aos adultos, e tratamento de cafeína foi capaz de melhorar esse desempenho. Análise de Western blot do hipocampo de ratos tratados com cafeína revelou um aumento do imunoconteudo de BDNF no hipocampo em ratos de meia-idade, um efeito atenuado pelo tratamento crônico de cafeína. Além disso, o tratamento com cafeína aumentou o imunoconteúdo de pro-BDNF e CREB em ambas as idades, e, ainda, foi encontrado um aumento do imunoconteúdo de CREB em ratos de meia-idade. O imunoconteúdo de TrkB diminuiu no hipocampo de ratos de meia-idade quando comparados aos adultos, e o tratamento com cafeína foi capaz de diminuir o imunoconteúdo de TrkB em ambas as idades. Os dados encontrados indicam uma estreita associação entre a modificação do desempenho da memória e imunoconteúdo BDNF. Portanto, nossos dados sugerem que a cafeína é capaz de normalizar o desempenho da memória durante o envelhecimento e pode estar relacionada à capacidade da cafeína de normalizar os níveis de BDNF. / The beneficial effects of chronic caffeine administration in memory performance have been observed in different conditions and animal models but the underlying mechanisms remain unknown. This study was designed to investigate whether chronic caffeine administration could improve the performance in different memory tasks used in adult and middle-aged rats. In addition, the effects of caffeine on brain derived neurotrophic factor (BDNF) immunocontent was analyzed to establish a connection between the behavioral findings and BDNF, one of the neurotrophins strictly involved in memory and learning processes. Moreover, it was analyzed the immunocontent of tirosine kinase receptor (Trk B), the precursor of BDNF (proBDNF) and the transcription factor CREB. Adult (2 months old) and middle-aged (12 months old) Wistar rats received either drinking water or caffeine (1 mg/mL) during 30 days. Both groups were submitted to open field and inhibitory avoidance tasks. Middle-aged rats presented decreased locomotor activity as compared to adults and caffeine was devoid of effect at any age. In the inhibitory avoidance task, short- and long-term memory was evaluated. Middle-aged rats presented impaired performance compared to adult ones for short-term memory. When long-term memory was evaluated, middle-aged rats showed a decreased in their perfomances compared to adult rats, and caffeine treatment was able to improve it. Western blot analysis of hippocampus from caffeine-treated rats revealed that BDNF increased by aging and caffeine treatment prevented it. In addition, caffeine treatment increased the pro-BDNF and CREB immunocontent in both ages. Furthermore, CREB densities increased with aging. TrkB immunocontent was decreased in the hippocampus from middle-aged rats when compared to adult ones, and caffeine decreased the density of TrkB in both ages. The present findings indicate a close association between the modification of memory performance and BDNF immunocontent. Therefore, our data suggest caffeine normalyze memory performance upon aging and may be related to the ability of caffeine to normalyze the levels of BDNF.

A cafeína é o psicoestimulante mais consumido no mundo, cujo alvo molecular é o bloqueio não-seletivo dos receptores de adenosina A1 e A2A. A administração de cafeína parece melhorar o desempenho cognitivo em humanos e animais, embora esse efeito tenha sido mais bem caracterizado em animais do que em humanos e, sugere-se que parte desses efeitos seja pelo bloqueio preferencial dos receptores A2A e não dos receptores A1. Recentemente, com o auxílio de técnicas de eletrofisiologia relatou-se a participação dos receptores de adenosina na transmissão sináptica pelo fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). O BDNF faz parte da família das neurotrofinas e sua sinalização em seus receptores do tipo tirosina cinase B (TrkB) é fundamental para os processos de aprendizado e memória. Neste estudo procurou-se primeiramente verificar se a administração aguda de cafeína ou ao longo da vida adulta até o envelhecimento poderia melhorar o desempenho de camundongos expostos à tarefa de reconhecimento de objetos. A grande maioria dos estudos feitos com animais para avaliar os efeitos da cafeína até o presente momento utilizou tarefas com componentes aversivos ou estímulos de reforço. A tarefa de reconhecimento de objetos consiste em analisar a habilidade natural dos animais em reconhecer uma novidade em um ambiente que foi previamente apresentado. A tarefa de reconhecimento de objetos consiste em analisar a habilidade natural dos animais em reconhecer uma novidade em um ambiente que foi previamente apresentado. Além disso, a análise do imunoconteúdo do BDNF e do seu receptor TrkB foi realizada com o intuito de relacionar os efeitos comportamentais com possíveis alterações nessas proteínas que estão envolvidas em processos de aprendizado e memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, camundongos adultos (3-4 meses de idade) tratados agudamente com cafeína apresentaram melhores índices de reconhecimento e maiores níveis de BDNF e TrkB do que seus respectivos controles. Em camundongos, que foram tratados com cafeína durante doze meses (dos seis aos dezoito meses de idade), foi verificado um efeito preventivo ao declínio cognitivo decorrente da idade, pois os animais aos 18 meses de idade tratados com cafeína durante a vida adulta apresentaram melhor desempenho na tarefa de reconhecimento de objetos e ainda semelhante ao grupo de camundongos adultos. Este dado mostra que a cafeína melhora a memória de reconhecimento, sendo este efeito relacionado a um aumento no imunoconteúdo hipocampal de BDNF e TrkB. A cafeína preveniu o aumento do imunoconteúdo de BDNF e TrkB relacionados com a idade. Estes resultados indicam que o consumo de cafeína na idade adulta pode prevenir o declínio da memória de reconhecimento que ocorre com o envelhecimento e este efeito preventivo pode envolver uma diminuição no imunoconteúdo hipocampal de BDNF e TrkB. / Caffeine is one of the most psychostimulants consumed in the world, and its molecular target is the non-selective A1 and A2A adenosine receptors blockade. Caffeine administration seems to improve the cognitive performance in humans and animals, although this effect had been better characterized in animals than in humans, and it was suggested that some of these effects were preferential A2A and not A1 blockade. Recently, electrophysiology studies reported the participation of adenosine receptors in the synaptic transmission by brain-derived neurotrophic factor (BDNF). BDNF is one of neurotrophins family members and its signaling in their tyrosine kinase B (TrkB) receptor type is essential to the learning and memory processes. At the moment, animal studies evaluated the effects of caffeine in tasks with aversive or reinforcement components. This study verified if acute administration of caffeine or throughout adult life to the aging could improve performance in the object recognition task. The object recognition task examines the natural ability of the animals to recognize a novelty in an environment that was previously presented. Furthermore, the analysis of BDNF and its receptor TrkB immunocontent was held with the aim of linking the behavioral effects with possible changes in these proteins that are involved in learning and memory processes. In the object recognition task, adult mice (3-4 months-old) treated acutely with caffeine had better rates of recognition and increased BDNF and TrkB immunocontent than their respective controls. Chronic caffeine treatment (from six to eighteen months-old) was found a preventive effect to age-related cognitive decline. 18 months-old mice treated with caffeine during adulthood showed better performance in object recognition task and yet similar to the adult group. This finding shows that caffeine improves recognition memory, and this effect was related to an increase in the hippocampal BDNF and TrkB immunocontent. Caffeine prevented age-related increase in BDNF and TrkB immunocontent. These results indicate that consumption of caffeine in adulthood may prevent the decline of recognition memory that occurs with aging and this preventive effect may involve a decrease in hippocampal BDNF and TrkB immunocontent.

O ATP extracelular modula a atividade sináptica do SNC através de receptores purinérgicos do tipo P1 e P2. Os purinoreceptores do tipo P1 (A1, A2A, A2B e A3) são mais eficientemente ativados por adenosina, enquanto que os purinoreceptores P2 são ativados por ATP. Os níveis da ATP e adenosina na fenda sináptica são controlados pela ação de uma cascata de enzimas chamadas ectonucleotidases. Dentre outros membros, essa família de enzimas é composta pelas ectonucleosídeo trifosfato difosfoidrolases (E-NTPDases), ectonucleotídeo pirofosfatase/fosfodiesterases (E-NPPs) e pela Ecto-5'- nucleotidase. Todos esses membros possuem funções específicas em uma variedade de situações fisiológicas, como por exemplo, o desenvolvimento cerebral e a cognição, ou parecem exercer algum papel na patofisiologia de doenças do SNC, tais como a epilepsia. Portanto, no presente estudo foi investigado (1) o mapeamento ontogenético das E-NPPs em diferentes regiões cerebrais, (2)a localização das E-NTPDases e E-5'-nucleotidase a nível sináptico e subsináptico em hipocampo e estriado de ratos, (3)a participação das E-NTPDases e E-5'-nucleotidase nos mecanismos neuroquímicos envolvidos no déficit cognitivo causado por convulsão neonatal em ratos adultos e (4) se o tratamento crônico com antagonistas não seletivos (cafeína) ou seletivos (KW6002) dos receptores A2A pode previnir os déficits de memória causados por convulsão neonatal em ratos adultos. Nossos resultados mostram uma ampla expressão relativa das E-NPPs durante todo o período de desenvolvimento cerebral. Além disso, as E-NTPDases e a E-5'-nucleotidase estão predominantemente localizadas nas sinapses, possuindo diferentes localizações pré e pós- sinápticas e diferentes associações glutamatérgicas e GABAérgicas. Nossos resultados também evidenciam que a hidrólise de ATP se encontra aumentada em ratos adultos que apresentaram déficit cognitivo após convulsão neonatal e que o consumo crônico de antagonistas dos receptores A2A (cafeína e KW6002) pode previnir o déficit cognitivo causado por crises epilépticas no período neonatal. Em resumo, essa tese mostra pela primeira vez a localização subsináptica das ectonucleotidases e correlaciona o sistema purinérgico com a maturação cerebral e com os déficits cognitivos induzidos por convulsão neonatal. Além disso, nossos resultados evidenciam que o consumo crônico de cafeína pode ser um provável agente profilático na prevenção de disfunções de memória na vida adulta associadas às crises convulsivas neonatais. / Extracellular ATP modulates the synaptic activity through P1 and P2 purinoceptors. Adenosine activates preferentially P1 receptors (A1, A2A, A2B, and A3) and ATP activates preferentially P2. The levels of ATP and adenosine in the synaptic cleft are controlled by the action of an enzyme cascade named ectonucleotidases. Besides other members, this enzyme family is constituted by ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (E-NTPDase), ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase (E-NPP) and Ecto-5'- nucleotidase. All these members have specific physiological functions in brain development and cognition or seem to have some role in the patophysiology of brain disorders, such as epilepsy. Therefore, in the present study, we have investigated (1) the expression mapping of E-NPPs in different brain regions during development, (2) the synaptic and subsynaptic localization of ENTPDases and E-5'-nucleotidase in hippocampus and striatum of rats, (3) the participation of E-NTPDases and E-5'-nucleotidase in the neurochemical mechanisms of memory dysfunction induced by neonatal seizure in adult rats, and (4) if the chronic intake of nonselective (caffeine) or selective (KW-6002) antagonists of A2A could prevent the cognitive impairment caused by convulsion in early life. Our results showed a wild relative expression of E-NPPs during brain development. In addition, E-NTPDases and E-5'-nucleotidase are predominantly localized in synapses, with different pre and post-localization and different glutamatergic and GABAergic associations. Our results also showed an enhanced ATP hydrolysis in adult rats with memory impairment induced by neonatal convulsion and a prevention of this kind of memory dysfunction by the chronic intake of A2A receptors antagonists (caffeine and KW-6002). In summary, this study showed the first evidence of subsynaptic localization of ectonucleotidases and correlates the purinergic system with brain maturation and with the memory impairment induced by one single seizure in early life. Besides, our results pointed to the chronic intake of caffeine as a possible prophylactic agent for the prevention of cognitive dysfunction in adulthood induced by a single seizure in the neonatal period.