O exercício físico regular e/ou maiores níveis de atividade física tem contribuído para a redução do risco de doenças degenerativas e para melhorar a qualidade de vida. Estes benefícios são mais evidentes quando o corpo humano vai se tornando mais vulnerável, seja pelo processo natural de envelhecimento ou pelo acometimento de doenças. Entretanto, a quantidade adequada de exercícios físicos para a saúde e qualidade de vida ainda é muito discutida. Desta forma, o objetivo desta tese foi verificar o efeito da frequência semanal (1, 3 e 7 dias por semana) da corrida em esteira (20 minutos por sessão, intensidade moderada) em ratos durante a fase adulta e no envelhecimento. No primeiro trabalho foi observado um comportamento ansiogênico associado ao envelhecimento. Entretanto, a frequência de 1 dia por semana foi capaz de reverter esse efeito da idade. Todas as frequências de corrida em esteira causaram um aumento na ansiedade nos ratos adultos. Não encontramos nenhuma relação da ansiedade com o imunoconteúdo hipocampal dos receptores de adenosina A1 e A2A. Entretanto, o treinamento em esteira foi capaz de reverter o aumento no imunoconteúdo do A2A mediada pelo envelhecimento, sendo o efeito da corrida realizada 7 dias/semana mais pronunciado. Este efeito sobre o receptor A2A pode estar associado aos aspectos neuroprotetores do exercício físico. No segundo trabalho, observamos que o exercício físico não afetou a memória de curta e longa duração nas tarefas de reconhecimento de objetos e esquiva inibitória nos ratos adultos. Porém, as memórias de curta e longa duração foram prejudicadas pela idade na tarefa de reconhecimento de objetos, mas a corrida em esteira realizada 1 dia/semana reverteu esse efeito. A idade causou uma redução no desempenho da memória de curta duração na tarefa de esquiva inibitória. A corrida realizada 1 dia/semana prejudicou as memórias de curta e longa duração nesta tarefa nos ratos de meia idade. A idade causou um aumento no imunoconteúdo hipocampal de BDNF com uma concomitante redução de seu receptor, TrkB, o que está relacionado com o prejuízo cognitivo associado à idade. Foi encontrado um aumento no precursor do BDNF, pró-BDNF, com o treinamento realizado 7 dias por semana nos animais de meia idade, mas um ligeiro aumento no TrkB no grupo treinado 1 dia/semana poderia explicar a reversão do prejuízo da memória de reconhecimento associada à idade. Nos ratos adultos foi encontrado um aumento do pró-BDNF e do BDNF no grupo treinado 1 dia/semana e uma redução do TrkB em todos os grupos submetidos à corrida em esteira. Apesar destas alterações decorrentes do exercício físico nos ratos adultos não influenciarem no desempenho das tarefas de aprendizagem e memória, a redução do TrkB poderia ter contribuído para que os animais submetidos ao treinamento físico não apresentassem desempenhos cognitivos superiores ao grupo sedentário. Assim sendo, a frequência da corrida em esteira e a idade afetaram as respostas nas tarefas de memória e na adaptação neurotrófica no hipocampo. O trabalho 3 verificou o efeito de praticar exercício físico apenas um dia/semana até à exaustão versus 3 dias/semana em intensidade moderada em ratos adultos. A corrida em esteira causou um comportamento ansiogênico, independente do protocolo de exercício. A corrida realizada 1 dia/semana até a exaustão causou uma redução no comportamento exploratório e locomotor e um prejuízo na memória de reconhecimento. Desta forma, a prática de exercícios físicos apenas um dia/semana até à exaustão altera o comportamento e prejudica a memória. Em conclusão, esta tese mostra a importância do controle da frequência semanal do exercício físico para um melhor entendimento das respostas comportamentais e neuroquímicas mediadas pelo exercício físico crônico em diferentes idades. / Physical exercise is considered an important alternative in reducing the risk of many diseases and improves the quality of life. These benefits are most evident when the body becomes more vulnerable, either through the natural process of aging or in the onset of neurodegenerative disease. However, the amount of exercise for these benefits is unkwon. Thus, the objective of this study was to investigate the effect of treadmill running frequency (1, 3 and 7 days per week), 20 minutes per session at moderate intensity, in adult and middle-aged adults. In the first study, we observed an age-related anxiety. However, the frequency of 1 day/week reversed the age effect. All treadmill running frequencies caused an increase in anxiety-related behavior in adult rats. However, no correlation between anxiety-related behavior and hippocampal adenosine A1 and A2A receptors densities was found. However, treadmill training reversed the age-related increase in the A2A receptor with the more pronounced effect in the treadmill running 7 days/week rats. This effect on the A2A receptor may be associated with neuroprotective aspects of physical exercise. In the second study, treadmill running was not affected the short and long-term memories in the object recognition and inhibitory avoidance tasks in adult rats. The short and long-term memories were affected by aging in the object recognition task, but treadmill running 1 day/week reversed this effect. Age caused a reduction in the performance of short-term memory in inhibitory avoidance task. In middle-aged rats, treadmill running 1 day/week worsened the short and long-term memories in this task. Age caused an increase in the hippocampal BDNF density with a concomitant reduction of its receptor, TrkB, which is correlated with age-related cognitive impairment. In middle-aged rats, an increase in the precursor of BDNF, pro-BDNF, was found in the treadmill running 7 days/week, but a slight increase in TrkB in the treadmill running 1 day/week could explain the reversal of age-related memory recognition impairment. In adult rat, we found an increase in pro- BDNF and BDNF in the treadmill running 1 day/week and a reduction of TrkB in all groups submitted to treadmill running. Despite these changes promoted by physical exercise in the adult rats does not influence the performance in the learning and memory tasks, reduced TrkB could have contributed to the animals submitted to exercise training did not show higher cognitive performance than the sedentary group. Thus, the treadmill running frequency and age affect responses in the memory tasks and in hippocampal neurotrophic adaptations. The third study investigated the effect of physical exercise just 1 day/week to exhaustion versus 3 days/week at moderate intensity in adult rats. The treadmill running caused anxiety-related behavior, independent of exercise protocol. The running 1 day/week to exhaustion caused a reduction in exploratory and locomotor behavior and impairment in recognition memory. Thus, the practice of exercises 1 day/week until exhaust, as seen in so-called "weekend athletes", changes the behavior and impairs memory. In conclusion, this thesis shows the importance to control exercise frequency for a better understanding of its responses in the CNS and behavior according to the age.

Fora o papel de micronutriente essencial à manutenção da fisiologia celular de mamíferos, a vitamina A é utilizada como fármaco no tratamento de patologias que vão desde distúrbios dermatológicos até certas formas de câncer. Embora a utilização de vitamina A na clínica venha sendo considerada segura, trabalhos mostram que a toxicidade exercida pela vitamina A atinge praticamente qualquer tecido, com conseqüências que podem comprometer a qualidade de vida do paciente. Além disso, o consumo inadvertido de vitamina A na forma de ésteres de retinol (palmitato de retinol, acetato de retinol) adicionados a alimentos colabora para a aquisição de mais vitamina A além daquilo recomendado para a vida saudável. Alguns estudos mostram que, a nível cognitivo, a ingestão excessiva de vitamina A pode levar à irritabilidade, distúrbios do sono, distúrbios alimentares, ansiedade, déficits de aprendizado e de memória, depressão e tentativa de suicídio. No entanto, embora estes efeitos sejam alarmantes e, mais preocupante, possam atingir indivíduos que não têm histórico de doença mental na família, não se tem uma clara visão acerca dos mecanismos envolvidos no desenvolvimento destes males. Então, decidimos investigar, neste trabalho, as conseqüências de uma suplementação com vitamina A na forma de palmitato de retinol nas doses de 1000, 2500, 4500 e 9000 UI/kg.dia-1 por 28 dias sobre os estados redox e bioenergético de regiões cerebrais envolvidas em disfunções neuropsiquiátricas como ansiedade e depressão (substantia nigra, estriado, hipocampo, hipotálamo, córtex frontal, córtex cerebral total e cerebelo) em ratos Wistar machos adultos (3 meses). Ainda, analisamos o imunoconteúdo de α- e β- sinucleínas, bem como o do receptor para produtos terminais de glicação avançada (RAGE) e do receptor dopaminérgico D2. Também avaliamos o efeito da vitamina A sobre a quantidade de fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e o destino celular via ativação das enzimas pró-apoptóticas caspase-3 (via intrínseca) e caspase-8 (via extrínseca). Além destes parâmetros, observamos o comportamento dos animais em campo aberto e em três tarefas diferentes de abordagem de depressão. Encontramos disfunção mitocondrial considerando a cadeia transportadora de elétrons, aumento na quantidade de α-sinucleína e de RAGE, diminuição no nível de receptor D2 e aumento na atividade de caspase-3. A nível comportamental, a suplementação com vitamina A induziu ansiedade, mas não depressão neste modelo experimental. Assim, tais alterações, algumas vezes globais no sistema nervoso central (SNC) dos animais, podem ter um importante papel no desenvolvimento de distúrbio cognitivo, como ansiedade e, provavelmente, possa causar uma facilitação para o estabelecimento de futura neurodegeneração e declínio cognitivo. / In addition to the role of essential micronutrient to the maintenance of mammalian cells physiology, vitamin A has been utilized as an alternative drug during therapy of diseases that vary from dermatological disturbances to some types of cancer. Even thought the clinical utilization of vitamin A has been take as safe, some works demonstrate that the toxicity elicited by vitamin A affects virtually any tissue, leading to decreased life quality. Furthermore, inadvertent intake of vitamin A through vitamin A esters added to food facilitates the acquisition of excessive vitamin A. Some studies have shown that excessive vitamin A intake may induce cognitive decline, including irritability, sleep disturbances, metabolic impairments, anxiety, decreased capacities to learn and memory, depression, and suicide ideation. Nevertheless, even thought the alarming effects seen here and, more concerning, may affect subjects without prior clinical history to mental illness, the mechanisms around the development of such effects are not completely understood. Then, we decided to investigate here the consequences of vitamin A supplementation as retinol palmitate at 1000, 2500, 4500, or 9000 IU/kg.day-1 for 28 days on redox and bioenergetics states in cerebral regions that may be affected during neuropsychiatric dysfunctions, for instance anxiety and depression (substantia nigra, striatum, hippocampus, hypothalamus, frontal cortex, total cerebral cortex, and cerebellum), in adult male Wistar rats (90 days old). Moreover, we analyzed the amount of α- e β-synucleins, as well as that of receptor for advanced glycation end products (RAGE) and dopaminergic receptor D2. We also investigated the effect of vitamin A supplementation on tumor necrosis factor-α (TNF-α) levels and, regarding cell fate, we quantified caspase-3 (intrinsic pathway) and caspase-8 (extrinsic pathway) enzyme activity, which are pro-apoptotic enzymes. In addition to these molecular parameters, we have observed rat behavior in an open field apparatus and during three different tasks related to the study of depression. Overall, we found mitochondrial dysfunction regarding the mitochondrial transfer chain, increased amounts of α-synuclein and RAGE, decreased D2 levels, and increased caspase-3 enzyme activity. Regarding rat behavior, vitamin A supplementation induced anxiety-like behavior, but not depressionrelated behavior in this experimental model. Concluding, the effects elicited by vitamin A supplementation, which were observed to affect virtually any rat brain region investigated here, may take an important role during cognitive impairment, as for example anxiety, and it is plausible that this vitamin may induce a facilitation to future neurodegeneration and cognitive decline.

Diferentes níveis de ofertas de forragem podem afetar a estrutura do pasto que, por sua vez, exerce influência sobre o comportamento ingestivo dos bovinos. Com o objetivo de avaliar essa hipótese nas diferentes estações do ano, desenvolveu-se o experimento numa pastagem natural da região fisiográfica da Campanha, na Unidade Fepagro Campanha situada no município de Hulha Negra, RS. Os tratamentos consistiram em níveis de ofertas de forragem (4, 8, 12 e 16% kg de MSVF/100 kg de PV/dia), em um delineamento de blocos completamente casualizados com duas repetições. O método de pastejo foi o contínuo com lotação variável, utilizando a técnica “putand- take”, sendo avaliados a estrutura do pasto e o comportamento ingestivo dos animais. As ofertas de forragem afetaram a freqüência do estrato superior na primavera. Além disso, as freqüências de Sisyrinchium platense, Solidago chilensis, Eryngium horridum, Baccharis trimera, Eupatorium buniifolium e Saccharum trinii diferiram significativamente entre as estações do ano nesse estrato. Já no estrato inferior a freqüência das espécies Sisyrinchium platense, Eragrostis plana, Eryngium horridum e Saccharum trinii e os grupos de espécies das ervas rasteiras, gramíneas, juncáceas e leguminosas também diferiram entre estações. No estrato superior a macega estaladeira apresentou maior freqüência de desfolha no tratamento de 4% de OF, e nas estações de outono e primavera. No estrato inferior houve interação entre as ofertas de forragem e as estações do ano para a porcentagem de Saccharum trinii com desfolha. Ciperáceas e juncáceas apresentaram maior quantidade de plantas desfolhadas no verão. Em relação ao comportamento ingestivo, os tempos de pastejo e de ruminação apresentaram interação entre os tratamentos de oferta de forragem e as estações do ano, havendo diminuição do tempo de pastejo e aumento do tempo de ruminação no outono e na primavera com o incremento da oferta de forragem. O aumento da participação do estrato superior afetou negativamente o tempo de pastejo e positivamente o tempo de ruminação. O aumento na altura média do estrato inferior proporcionou menor tempo de pastejo e maior tempo de ruminação no outono, inverno e primavera. A oferta de forragem altera a composição e freqüência de ocorrência do estrato superior. Ciperáceas e juncáceas, independente do nível de oferta, são altamente consumidas. A altura do estrato inferior é afetada pela oferta de forragem e estação do ano. O comportamento ingestivo está relacionado tanto às ofertas de forragem quanto à estrutura do pasto. O tempo de pastejo apresenta resposta decrescente ao aumento da altura do estrato inferior, como conseqüência do aumento da oferta de forragem. / Different levels of herbage allowance can affect sward structure which, in turn, influence cattle ingestive behavior. Aiming to evaluate this hypothesis along the different seasons of the year, an experiment was established in natural pasture of the Campaign region, at Fepagro Campaign Unit, Hulha Negra, RS. Treatments consisted of herbage allowances (4, 8, 12 and 16% kg of GLDM/100 kg of PV/day),in a completely randomized block design with two replicates. The grazing method was continuous stocking with variable stocking rate, using the “put-and-take” technique, sward structure and animal ingestive behavior being evaluated. The herbage allowances affected the frequency of the upper stratum in spring. In addition, the frequencies of Sisyrinchium platense, Solidago chilensis, Eryngium horridum, Baccharis trimera, Eupatorium buniifolium and Saccharum trinii had differed significantly among the seasons the year in the upper stratum. The frequency in the inferior stratum of the species Sisyrinchium platense, Eragrostis plana, Eryngium horridum and Saccharum trinii and the groups of species of tripping grasses , grasses, juncáceas and legumes had also differed among seasons. At the upper stratum Saccharum trinii presented greater frequency of defoliation in the 4% treatment, and on autumn and spring seasons. Considering the inferior stratum, an interaction between herbage allowance and the seasons of the year was detected in relation to the percentage of defoliated Saccharum trinii..Ciperáceas and juncáceas presented greater amount of defoliated plants in summer. In relation to the ingestive behavior, grazing and ruminating times presented interaction between the herbage allowance treatments and the seasons of the year, decreasing grazing time and increasing ruminating time in autumn and spring with increasing herbage allowance. The increase in participation of the upper stratum affected grazing time negatively and ruminating time positively. The increase in the average height of the inferior stratum provided lower grazing time and greater ruminating time in autumn, winter and spring The herbage allowance modifies the composition of the upper stratum and its frequency of occurrence. Ciperáceas and juncáceas, independent of the allowance level, are highly consumed. The height of the inferior stratum is affected by herbage allowance and season of the year. The ingestive behavior was related with to either herbage allowance and sward structure. The grazing time presents a decreasing response to the increase of the sward height of the inferior stratum, as a consequence of the increase in herbage allowance.

A prolactina (PRL) é um hormônio polipeptídico com múltiplas ações. Estudos têm revelado que além das funções mais conhecidas relacionadas ao desenvolvimento da glândula mamária e à síntese e manutenção da liberação de leite, esse hormônio parece ser decisivo no comportamento maternal. Nesse caso a PRL poderia atuar em sinergismo com outros hormônios, como a ocitocina (OCT) e a angiotensina II (ANG II), promovendo um ajuste fino da circuitaria neural do encéfalo que leva a rata de um estado de aversão e negligência à receptividade e cuidado maternal de filhotes. Junto da corticosterona (CORT), a ANG II é um hormônio marcador do estresse em ratos. Considerando a hiporresponsividade ao estresse e uma maior liberação de PRL basal, que se correlacionam na rata em fase de lactação, esta dissertação teve o objetivo de verificar a possível participação da ANG II na resposta da PRL e no comportamento maternal de ratas lactantes submetidas ao estresse crônico e agudo. O papel do sistema angiotensinérgico foi investigado por meio da administração crônica do antagonista losartan na água de beber. A aplicação de estresse crônico e agudo foi realizada segundo o modelo da contenção nos sete primeiros dias, e numa aplicação única no sétimo dia, respectivamente. O comportamento maternal nos diferentes grupos de ratas foi analisado mediante um protocolo padrão de registro comportamental. Esses estudos demonstraram que a ANG II basal possivelmente participa do comportamento maternal pró-ativo, como a presença da mãe no ninho e a construção do ninho, além da lactação, que é um comportamento parcialmente reflexo e pró-ativo. Por outro lado, a sobreposição entre a administração de losartan e estresse agudo ou crônico parece levar as ratas a um comportamento maternal similar ao grupo controle. O comportamento das lactantes junto aos filhotes não é influenciado pelo estresse crônico, ao contrário do estresse agudo, que estimula a mãe a permanecer mais tempo fora do ninho em relação ao controle, sem qualquer envolvimento com o cuidado maternal. A administração individual de losartan e de estresse crônico não interfere nos níveis de CORT; no entanto, quando esses fatores são somados há uma marcante elevação dos níveis plasmáticos do corticosteróide. Houve apenas uma tendência de redução da PRL nas ratas submetidas ao estresse crônico; porém, quando o estresse crônico é aplicado em ratas previamente tratadas com losartan, há uma significativa elevação da PRL em relação ao grupo que recebeu apenas o estresse. Isoladamente, o fármaco leva a uma tendência de redução dos altos níveis basais de PRL, típicos de lactantes. Assim, podemos concluir que a ANG II possivelmente modula, mediante os receptores AT1, o comportamento maternal de forma direta e indireta, interferindo nas concentrações basais de PRL e de outros hormônios, como provavelmente a OCT. Esses hormônios podem configurar as ligações sinápticas entre os neurônios hipotalâmicos responsáveis pela transdução de estímulos endógenos na mãe e nociceptivos externos dos filhotes em sinais que levam à responsividade motora e cognitiva do cuidado maternal.

A acidemia glutárica tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência severa da atividade da enzima glutaril-CoA desidrogenase. Bioquimicamente, a AG I caracteriza-se por um aumento nas concentrações dos ácidos glutárico (AG) e 3-hidróxiglutárico (3HG) nos tecidos e líquidos corporais. Os pacientes afetados por essa doença apresentam macrocefalia ao nascimento e hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica com encefalopatia aguda ocorrem principalmente entre 3 e 36 meses de vida, levando a uma marcada degeneração estriatal. Após as crises, os pacientes apresentam distonia e discinesia que progridem rapidamente até espasticidade. Apesar de diversos estudos apontarem para efeitos do AG e do 3HG induzindo disfunção energética, estresse oxidativo e excitotoxicidade, os mecanismos fisiopatológicos da AG I ainda são pouco conhecidos. Por outro lado, praticamente nada foi investigado sobre o comportamento de animais submetidos a modelos de AG I. Assim, os objetivos do presente trabalho foram estabelecer um modelo químico de AG I através de injeções subcutâneas de AG em ratos durante uma fase de intenso desenvolvimento do SNC, bem como investigar os efeitos deste modelo sobre o desempenho de ratos em tarefas comportamentais e sobre parâmetros de metabolismo energético em tecidos cerebrais (córtex cerebral e cérebro médio) e músculo esquelético. Observamos que esse tratamento não teve efeito sobre o peso corporal dos animais, bem como sobre a data de aparecimento dos pelos, abertura dos olhos, erupção dos dentes incisivos ou a tarefa do endireitamento em queda livre, indicando que o desenvolvimento físico e motor dos animais não foi alterado. Verificamos também que na tarefa do labirinto aquático de Morris os animais administrados com AG permaneceram por um período de tempo significativamente menor no quadrante alvo (onde a plataforma foi inicialmente colocada), além de permanecer por mais tempo no quadrante oposto ao quadrante alvo. Além disso, os animais administrados com AG também tiveram um menor número de passagens pelo local exato da plataforma e apresentaram uma maior latência para passar pela primeira vez sobre a posição da plataforma no dia do teste, em comparação aos animais controle (administrados com solução salina). Esses resultados indicam que a administração de AG provocou um déficit na memória e no aprendizado dos ratos. Por outro lado, observamos que o comportamento dos ratos na tarefa do labirinto em cruz elevado e no campo aberto não foi alterado pela administração do AG. Em relação aos parâmetros de metabolismo energético, observamos que a administração crônica do AG inibiu significativamente as atividades dos complexos I-III e II e aumentou a atividade do complexo IV da cadeia transportadora de elétrons em músculo esquelético, sem afetar essas atividades enzimáticas nas estruturas cerebrais estudadas. Observamos ainda que a atividade do ciclo de Krebs, medida pela produção de CO2 a partir de acetato, não foi alterada pela administração crônica do AG, porém a atividade da enzima creatina quinase (CK) foi marcadamente reduzida apenas no músculo esquelético dos animais. Esses resultados indicam que a administração crônica do AG provocou um déficit energético em músculo esquelético sem afetar as estruturas cerebrais, o que pode estar relacionado com as diferentes concentrações de AG atingidas nesses tecidos. Outro objetivo deste trabalho foi investigar o efeito combinado in vitro do ácido quinolínico (AQ) que foi recentemente associado à fisiopatologia da AG I, com o AG ou o 3HG e do AG com o 3HG sobre vários parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Observamos que, quando o AG, 3HG ou AQ foram testados isoladamente, ou quando AQ foi co-incubado com o AG ou o 3HG, não foram observadas alterações nos parâmetros de metabolismo energético examinados. Por outro lado, a combinação do AG com o 3HG provocou uma inibição da produção de CO2 a partir de glicose, da atividade da enzima piruvato desidrogenase e a utilização de glicose em córtex cerebral de ratos, bem como um moderado aumento na produção de lactato a partir de glicose, porém de uma forma não significativa. Finalmente, observamos que a atividade da CK, particularmente a fração mitocondrial, foi significativamente inibida pela coincubação do AG com o 3HG e que o GSH ou a combinação das enzimas catalase e superóxido dismutase preveniram totalmente a inibição dessa enzima. Concluindo, demonstramos neste trabalho que a administração crônica de AG compromete o aprendizado/memória especial e inibe o metabolismo energético em ratos jovens. Mostramos também um efeito sinérgico in vitro do AG com o 3HG, alterando vários parâmetros do metabolismo energético. / Glutaric acidemia type I (GA I) is an inborn error of metabolism caused by a deficiency in the glutaryl-CoA dehydrogenase activity. Biochemically, GA I is characterized by the accumulation of glutaric (GA) and 3-hydroxyglutaric (3HG) acids in tissue and body fluids of affected patients, which present macrocephaly at birth and a progressive demyelination of cerebral cortex. Striatal degeneration following metabolic crises is the main neurological finding in this disease, occurring between 3 and 36 months of life. After crises, dystonia and diskinesia progress quickly. Although several studies suggest neurotoxic effects for GA and 3HG inducing energy dysfunction, oxidative stress and excitotoxicity, the pathophysiology of GA I is poorly unknown. However, practically nothing has been done to investigate whether GA, the most pronounced metabolite accumulating in GA I, could provoke deficit of performance in behavioral tasks. In this scenario, the aim of the present work was to establish chemically-induced animal model of GA I by subcutaneous injections of GA during a phase of rapid CNS development. We also aimed to investigate the effects of this model on rat performance in behavioral tasks and on energy metabolism in brain tissues (cerebral cortex and midbrain) and skeletal muscle of rats. It was observed that chronic GA administration did not change the animal body weight, the date of appearance of coat, eye opening or upper incisor eruption, nor the free-fall righting task, indicating that the physical and motor development was not altered. We also verified that GA-treated animals stayed for a significantly shorter time in the target quadrant, where the platform was formerly located, and spent significantly more time in the opposite quadrant as compared to controls (injected with saline). GA-treated rats also had a lower number of correct annulus crossings and presented a higher latency to cross over the platform position than saline-treated animals. These data suggest that early chronic postnatal GA administration caused a long-standing deficit in learning and memory processes of rats. On the other hand, we observed that rat behavior in the elevated plus maze and in the open field was not affected by GA administration. With regards to energy metabolism parameters, we observed that GA treatment significantly inhibited respiratory chain complexes I-III and II and increased complex IV enzyme activity in skeletal muscle, with no effects on these enzyme activities in brain tissues. We also observed that chronic GA treatment did not modify Krebs cycle activity, as assessed by CO2 production from acetate, but markedly inhibited creatine kinase (CK) activity specifically in skeletal muscle. These data indicate that GA administration provoked energy deficit in rat skeletal muscle but not in brain structures. It is possible that this difference in GA effects is related to different GA levels reached in these tissues during the treatment. We also aimed with this work to investigate the combined in vitro effect of quinolinic acid (QA), recently associated to GA I pathophysiology, with GA or 3HG and of GA with 3HG on various parameters of energy metabolism in brain of young rats. We found that when GA, 3HG or AQ were tested isolated, or when QA was co-incubated with GA or 3HG, no alterations were found in the examined parameters. On the other hand, the combination of GA with 3HG resulted in an inhibitition of CO2 production from glucose, pyruvate dehydrogenase enzyme activity and glucose uptake from cerebral cortex, as well as in a mild increase in the lactate production, although non-significantly. Finally, it was observed that CK activity, particularly the mitochondrial fraction, was significantly inhibited by the coincubation of GA with 3HG and that GSH or the combination of catalase and superoxide dismutase enzymes were able to fully prevent this inhibition. Concluding, we here demonstrated that chronic GA administration compromises the learning/memory processes and inhibits energy metabolism in young rats. We also showed a synergic in vitro effect between GA and 3HG, leading to alterations in various parameters of energy metabolism.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-02-11T10:42:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 686211 bytes, checksum: 61adb69eee4945633365788501e8762f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T10:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 686211 bytes, checksum: 61adb69eee4945633365788501e8762f (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Anticarsia gemmatalis é uma espécie da ordem Lepidoptera caracterizada pela capacidade de expressão diferencial de seu genótipo como parte de estratégias de adaptação às mudanças ambientais. O fenômeno é denominado plasticidade fenotípica e é considerado uma das principais razões do seu sucesso evolutivo. Os fenótipos ou “fases” descritas para as larvas de Anticarsia gemmatalis são: solitária, gregária e intermediária. Estas fases se diferenciam não só em parâmetros morfológicos, mas também em fisiológicos, ecológicos e comportamentais. No que respeita ao comportamento, diversos estudos confirmam que este é um componente básico da plasticidade fenotípica e uns dos primeiros em expressar-se quando ocorre uma mudança de fase. Para lepidópteros, embora se conheçam algumas pistas, os fatores que induzem e mantem o processo de mudança de fase não foram completamente elucidados. Diante disso os objetivos do nosso trabalho foram: descrever os repertórios comportamentais das fases solitária e gregária de Anticarsia gemmatalis e, testar se determinados estímulos mecânicos ou/e químicos induzem a mudança de fase nesta espécie. Para a descrição do repertório comportamental foram utilizadas 50 larvas em fase solitária e 50 em fase gregária. Em uma arena experimental cada uma das larvas foi observada durante 780s, registrando assim diferentes componentes do comportamento. Para a indução da mudança de fase foram selecionadas larvas em fase solitária e divididas em grupos nos quais foram aplicados estímulos. Para aplicar o estimulo mecânico foram selecionadas 120 larvas solitárias e divididas em quatro grupos de 30. Foram feitas uma serie de toques com nylon na cabeça, no terceiro segmento abdominal ou no último segmento abdominal, segundo o grupo. O grupo controle permaneceu sem estimulo. Para aplicar o estimulo químico foram selecionadas 160 larvas e divididas em quatro grupos de 40. Foram usados extratos de hidrocarbonetos cuticulares de: larvas em fase solitária de Anticarsia gemmatalis, larvas em fase gregária de Anticarsia gemmatalis e larvas de Spodoptera frugiperda, segundo o grupo. Para o grupo controle foi utilizado o solvente orgânico usado na extração dos hidrocarbonetos. As larvas selecionadas foram expostas aos hidrocarbonetos cuticulares colocando-as para caminhar sobre um papel filtro que continha os extratos durante 12 horas. Para o primeiro objetivo, os resultados indicaram que existe sim uma diferença entre o comportamento das larvas em fase solitária e fase gregária. As larvas em fase solitária se caracterizaram por apresentar comportamento mais sedentário e por realizar um maior número de movimentos com a cabeça; pelo contrário as larvas em fase gregária se caracterizaram por serem mais ativas na arena e por realizar um maior número de eventos de caminhada. Com respeito ao segundo objetivo, os resultados indicaram que nenhum dos tratamentos foi diferente significativamente (p<0.05), o seja nenhum dos estímulos aplicados induziu a mudança de fenótipo nesta espécie. Acreditamos que as diferenças nos padrões comportamentais poderiam estar refletindo processos adaptativos inerentes ao estilo de vida de cada fase e também, que estas diferenças podem ter um impacto sobre a biologia, ecologia e estratégias de distribuição de Anticarsia gemmatalis. / Anticarsia gemmatalis is a species of Lepidoptera characterized by the capacity to express differentially its genotype as part of adaptation strategies to environmental changes. This phenomenon is called phenotypic plasticity and is considered one of the main reasons for the evolutionary success. Phenotypes or "phases" described for larvae of Anticarsia gemmatalis are: solitary, gregarious and intermediary. These phases differ not only in morphological parameters but also in physiological, ecological and behavioural parameters. As regards the behaviour, many studies have confirmed that this is a basic component of phenotypic plasticity and the first to be expressed when there is a phase change. For Lepidoptera, although some clues are known, the factors that induce and maintain the phase change process have not been fully elucidated. Thus, the objectives of our study were to describe the behavioural repertoires of solitary and gregarious phases of Anticarsia gemmatalis and test if specific mechanical and/or chemical stimuli induce the phase change in this species. For the description of the behavioural repertoire were used 50 solitary and 50 gregarious phase larvae. In an experimental arena, each larva was observed for 780s in order to register the different components of its behaviour. For the induction of phase change, solitary phase larvae were selected and divided into groups in which stimuli were applied. To apply the mechanical stimulus 120 solitary larvae were selected and divided into 4 groups of 30 which were stimulated with a nylon thread on the head, on the third abdominal segment or on the last abdominal segment, according to the group. The control group remained without stimulation. To apply chemical stimulus 160 larvae were selected and divided into four groups of 40. For the three stimulus groups cuticular hydrocarbon extracts of Anticarsia gemmatalis solitary phase larvae, Anticarsia gemmatalis gregarious phase larvae and Spodoptera frugiperda larvae were used, according to the group. For the control group we applied the organic solvent used in the extraction of cuticular hydrocarbons. The selected larvae were exposed to cuticular hydrocarbons by allowing them to walk on a filter paper containing the extracts for 12 hours. For the first objective, the results indicated that there is a difference between the behaviours of Anticarsia gemmatalis solitary and gregarious phases. The solitary phase larvae are characterized by having a more sedentary behaviour and perform a larger number of head movements; meanwhile, gregarious phase larvae are characterized by being more active in the arena and by perform a greater number of walking events. Regarding the second objective, the results indicated that none of the treatments differed significantly (p <0.05), so none of the applied stimuli induced a phase change in this species. We believe that differences in behavioural patterns could be reflecting adaptive processes inherent to lifestyles of the phases and that these differences can have an impact on the biology, ecology and distribution strategies of Anticarsia gemmatalis.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-26T12:15:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 980302 bytes, checksum: 716e4761f9479e68a4806c1bda68ab0f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T12:15:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 980302 bytes, checksum: 716e4761f9479e68a4806c1bda68ab0f (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Apesar de seu comportamento agressivo frente a invasores de ninho, cupins s ̃ao frequentemente encontrados compartilhando suas construções com outras espécies de cupins. Uma vez em um único ninho, cupins coabitantes enfrentam o desafio de lidar com os conflitos que podem surgir de eventuais encontros. Uma questão intrigante ́e como coabitações desse tipo são possíveis. Estudos anteriores tem sugerido que cupins inquilinos adotariam estratégias de redução da frequência de encontro com seus hospedeiros. Entretanto, uma vez que ninhos podem ser considerados limites físicos que confinam os indivíduos em um único ambiente, ́e plausível supor que,`a longo prazo encontros entre hospedeiros e inquilinos acabariam ocorrendo e nestas circunstâncias inquilinos precisariam agir de maneira adequada evitando o conflito. Essa predição teórica, todavia, nunca foi diretamente testada e na verdade pouco se sabe sobre o que realmente acontece em encontros entre hospedeiros e inquilinos. Aqui mostramos que, uma vez expostos aos seus hospedeiros, cupins inquilinos tendem a se comportar de forma pacífica evitando o aumento de confronto, mesmo quando o contato direto com oponentes ́e estabelecido. Por meio de etogramas focais, observamos que inquilinos apresentam um perfil de baixa agressividade, interagindo muito pouco com hospedeiros mesmo sob condições forçadas, tais como arenas experimentais. Nossos resultados apresentam diferentes manobras evasivas executadas pelos inquilinos, sugerindo que provavelmente existe evitação ativa. O conjunto de adaptações comportamentais que descrevemos pode ter um papel importante na coabitação de espécies, uma vez que poderia incrementar as chances de partilha de ninho entre hospedeiros e inquilinos sem maiores problemas. / In spite of behaving aggressively against nest intruders, termites are frequently found sharing their constructions with another termite species. Once in a single nest, cohabiting termites face the challenge to deal with conflicts that may arise from eventual encounters. An intriguing question is how cohabitation in such terms is even possible. Previous investigations have suggested that inquiline termites would adopt strategies to reduce frequency of encounter with their hosts. However, be- cause nests may be considered physical boundaries confining individuals in a single environment, it is plausible to suppose that in the long term host-inquiline encoun- ters would eventually take place and under these circumstances inquilines would be required to behave accordingly and prevent conflict. This prediction, however, has never been directly tested and little is known about what actually happens at host- inquiline encounters. Here we show that once inevitably exposed to hosts, inquiline termites tend to behave peacefully and weaken confront escalation, even when di- rect contact with opponents is already established. We found in focal ethograms that inquilines present low aggressiveness profile, interacting very little with hosts even under forced condition such as experimental arenas. We show different eva- sive manoeuvres performed by inquilines such as reverse, bypassing and an intricate mechanism using defecation to repel hosts, suggesting that active avoidance seems to be also in place. The set of behavioural adaptations we described may play an important role in cohabitation since it could improve chances of nest-sharing by hosts and inquilines without major problems.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-31T17:50:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1131622 bytes, checksum: 328d4ed953494c533bea986f6c8c4d0c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T17:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1131622 bytes, checksum: 328d4ed953494c533bea986f6c8c4d0c (MD5) Previous issue date: 2015-05-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A escolha do parceiro sexual é de fundamental importância, pois existem profundas consequências de aptidão para os indivíduos. Isto é particularmente importante quando fêmeas são geneticamente monogâmicas e devem armazenar os espermatozoides do macho por muito tempo e quando cópulas incestuosas podem aumentar a chances de alelos deletérios recessivos se expressarem. Vespas sociais como Polistes se enquadram nesta situação, mas surpreendentemente pouco se sabe a respeito de como a seleção sexual opera nesse táxon. Assim, Nós realizamos ensaios laboratoriais com Polistes simillimus para examinar se a ornamentação visual no macho media a escolha do parceiro sexual pela fêmea. Além disso, nós examinamos em campo se a ornamentação visual em machos de Polistes dominula é utilizada para mediar a competição entre machos. Finalmente, nós examinamos, em laboratório, se há ocorrência de reconhecimento intersexual de companheiro de ninho em Polistes versicolor. Os resultados sugerem que a escolha do parceiro sexual é um fenômeno comum em vespas sociais; tal escolha é mediada por informações visuais e químicas; e benefícios em aptidão associados à qualidade individual do macho e à compatibilidade genética são prováveis explicações para a evolução da escolha do parceiro sexual em vespas sociais. / The choice of sexual partner is of fundamental importance, as there are deep consequences for the animal fitness. This is particularly important when females are genetically monogamic and must store male sperm for a long time and when incestuous copulations may increase probability for the expression of recessive deleterious alleles. Social paper wasps like Polistes fit this situation, but surprisingly little is known about how sexual selection operates in this taxon. Here, we examine proximal and ultimate causes involved in the choice of sexual partner in Polistes paper wasps. We conducted laboratory assays with Polistes simillimus to examine if male visual ornamentation mediates female choice. Also, we examined in the field wether visual ornamentation in Polistes dominula males is used to mediate male- male competition. Finally, we examined, under laboratory conditions, the occurrence of intersexual nestmate discimination by chemical cues in Polistes versicolor. The results suggest that mate choice is a widespread phenomena in Polistes; It is mediated by visual and chemical information; and fitness benefits associated with male individual quality and genetic compatibility are likely candidates to explain the ultimade causes for the evolution of mate choice in these wasps.

Epilepsia é um grupo de desordens neurológicas caracterizada por crises epilépticas recorrentes não provocadas, afligindo 50 milhões de pessoas no mundo. Embora grande parte dos casos possa ser controlada através de medicação um número significativo de pacientes torna-se refratários apesar do tratamento com drogas anticonvulsivantes. Apesar do desenvolvimento bemsucedido de várias novas drogas antiepilépticas, a busca por novas terapias com maior eficácia e tolerabilidade ainda permanece um objetivo importante. O modelo de epilepsia induzido por pilocarpina tem sido amplamente utilizado em roedores para o estudo da patogênese da epilepsia do lobo temporal. Embora estes estudos com modelos animais tenham aumentado nossa compreensão das bases patológicas da epilepsia, os complexos mecanismos epileptogênicas e a geração de crises epilépticas ainda não foram completamente elucidados. Ultimamente, foram desenvolvidos estudos avaliando as características comportamentais de peixe-zebra e peixe-zebra (Danio rerio). Esse vertebrado é um modelo experimental que vem se consolidando em áreas da ciência por ter características bastante atrativas como pequeno custo e espaço requerido para manutenção, homologia genética e anatômica tornando-se de grande valia para uma maior compreensão dos mecanismos envolvidos nas crises epilépticas. A partir disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar comportalmentalmente as crises epilépticas induzidas por pilocarpina em peixezebra adulto. Para isso, os animais foram pré-tratados com uma curva de concentrações de pilocarpina nas doses de 150, 200, 300, 350 e 400 mg/Kg e filmados por 30 minutos. Com a maior dose foi observado um perfil claro de crise tônico-clônica. O uso do anticonvulsivo escopolamina na dose de 1mg/Kg, ip, 30 minutos antes da aplicação de PILO na maior concentração 400mg/Kg mostrou-se capaz de prevenir a crise tônico-clônica induzida pela PILO. A avaliação comportamental pós-crise foi realizada no aparato open-tank três dias após a crise quando os animais foram filmados por 6 minutos. Foram analisados distância percorrida, tempo móvel, tempo no topo e tempo no fundo. Os resultados deste estudo permitiram uma caracterização temporal das manifestações comportamentais das crises epliepticas em peixe-zebra adulto induzidas por diferentes concentrações de pilocarpina. / Epilepsy is a group of neurological disorders characterized by recurrent seizures. It affect about 50 million people worldwide, therefore a public health problem of great importance. While most cases can be controlled through medication, a significant number of patients continue to have seizures despite treatment with anticonvulsant drugs. Despite the successful development of several new antiepileptic drugs, the search for new and more effective therapies and greater tolerability remains an important goal. The pilocarpine model has been extensively used in rodents for the study of neural molecular cascades and mechanisms involved in the pathogenesis of temporal lobe epilepsy. Although studies with animal models have increased our understanding of the pathological bases of epilepsy, the epileptogenic complex mechanisms and the generation of epileptic seizures have not yet been fully elucidated. Lately, studies evaluating behavioral characteristics of zebrafish (Danio rerio) were developed. This vertebrate is an experimental model that has been consolidated in various areas of science for having very attractive features as small cost and space requirements for maintenance, rapid development and life cycle, large offspring, translucent embryos and susceptibility to manipulation and microinjection. Hence, the use of new models becomes of huge value to a greater understanding of the mechanisms involved in this pathology and thus the zebrafish emerges as a complementary alternative for the study of seizures and epilepsy. This study aimed to evaluate and characterize the seizures induced by pilocarpine in adult zebrafish. First, animals were treated with a pilocarpine at different concentrations (150, 200, 300 and 400 mg/kg) and filmed for 30 minutes. Tonic-clonic seizures were observed in the higher dose. When scopolamine, an anticholinergic anticonvulsant, was injected 30 minutes before the higher dose treatment, the pilocarpine-induced seizure was prevented. The post seizure behavioral evaluation was performed in the opentank apparatus three days after injection and filmed for 6 minutes. Measures analyzed in open-tank were distance traveled, moving time and time at the top and in the background. Taken together, our results allowed a temporal characterization of the seizures behavioral manifestations induced by different concentrations of pilocarpine in adult zebrafish.

A menopausa se caracteriza pela diminuição dos níveis plasmáticos de estrógeno em mulheres. Dados na literatura mostram o papel neuroprotetor desse hormônio e sugerem que a privação estrogênica está associada à patogenia de condições neurodegenerativas e ao aparecimento de distúrbios emocionais, como a ansiedade. Neste contexto, é descrito que mulheres pós-menopáusicas são mais vulneráveis a esses distúrbios do que as mulheres jovens. No presente trabalho, avaliamos os efeitos da ovariectomia, um modelo animal de depleção hormonal ovariana, sobre alguns parâmetros bioquímicos e comportamentais em ratas adultas. Inicialmente, investigamos o efeito da ovariectomia sobre alguns parâmetros do metabolismo energético (Na+,K+-ATPase, piruvato quinase e enzimas da cadeia respiratória) em estriado de ratas adultas. Resultados mostraram que a ovariectomia aumenta as atividades das enzimas Na+,K+-ATPase, succinato desidrogenase e complexo II. Também verificamos o efeito da ovariectomia sobre a atividade da creatina quinase nas frações citosólica e mitocondrial preparadas a partir de hipocampo de ratas. Nossos resultados mostraram que a ovariectomia aumentou significativamente a atividade da creatina quinase citosólica, mas não alterou a atividade da creatina quinase na fração mitocondrial de hipocampo de ratas adultas. Finalmente, investigamos o efeito da ovariectomia sobre o comportamento tipo-ansiedade em ratas adultas. Observamos que o comportamento dos animais na tarefa do labirinto em cruz elevado e no teste da caixa claro-escuro não foi alterado pela ovariectomia. Em conjunto esses resultados podem colaborar, pelo menos em parte, para o entendimento de alguns sintomas relacionados à menopausa. Entretanto, mais estudos serão necessários a fim de elucidar os mecanismos envolvidos na depleção estrogênica. / Menopause is characterized by decreased plasma levels of estrogen in women. Literature data show the neuroprotective role of this hormone and suggest that estrogen deprivation is associated with the pathogenesis of neurodegenerative conditions and with the emergence of emotional disorders such as anxiety. In this context, it is reported that postmenopausal women are more vulnerable to these disorders than younger women. In this study, we evaluated the effects of ovariectomy, an animal model of hormonal depletion on some biochemical and behavioral parameters in female adult rats. Initially, we investigated the effect of ovariectomy on some parameters of energy metabolism (Na+,K+-ATPase, pyruvate kinase and respiratory chain enzymes) in striatum of female adult rats. Results showed that ovariectomy increases the activity of the enzymes Na+,K+-ATPase, succinate dehydrogenase and complex II. We also tested the effect of ovariectomy on the creatine kinase activity in cytosolic and mitochondrial fractions prepared from hippocampus of female rats. Our results showed that ovariectomy significantly increased the activity of cytosolic creatine kinase, but did not alter the activity of creatine kinase in the mitochondrial fraction of hippocampus of female adult rats. Finally, we investigated the effect of ovariectomy on anxiety-like behavior in female adult rats. We observed that the animal behavior in the elevated plus maze task and in light-dark box test was not affected by ovariectomy. Taken together these results may contribute, at least in part, to the understanding of some symptoms related to menopause. However more studies are needed to elucidate the mechanisms involved in estrogen depletion.