Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333110.pdf: 47467257 bytes, checksum: a4f172ce1c1349934449e7823db33be6 (MD5) Previous issue date: 2014 / A hiperglicemia crônica característica do Diabetes Mellitus (DM) predispõe ao desenvolvimento de vasculopatias, tanto em tecidos periféricos - cuja fisiopatologia encontra-se parcialmente elucidada - quanto no sistema nervoso central (SNC) Â onde ainda esta é menos entendida. Neste contexto, estudos vem sugerindo que a hiperglicemia persistente predispõe e favorece à progressão de processos neurodegenerativos. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a predisposição ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas e/ou neurológicas, em particular a Doença de Parkinson (DP), durante o estado hiperglicêmico crônico. A condição experimental de hiperglicemia crônica foi induzida pela administração de uma única dose de estreptozotocina (STZ; 55 mg/kg; intraperitonealmente) em ratos Wistar adultos onde foram investigados parâmetros de bioenergética, estresse oxidativo, neurotoxicidade e comportamentais após 10 e/ou 60 dias de tratamento (Grupo STZ). Com o intuito de normalizar a glicemia, alguns animais receberam insulina subcutaneamente (1,5 UI de Novolin®N humana; Novo Nordisk Laboratories; duas vezes ao dia; Grupo STZ+INS). Foi observado que a hiperglicemia crônica causou uma desregulação bioenergética tanto central quanto periférica, caracterizada pela inibição da atividade dos complexos I, II e IV da cadeia respiratória e aumento na atividade da creatinaquinase (CK), total e mitocondrial, em animais que permaneceram hiperglicêmicos por 60 dias. Além disso, esta condição metabólica provocou estresse oxidativo observado pela diminuição significativa nas concentrações de grupamentos tiólicos, aumento na peroxidação lipídica no plasma e ainda diminuição da molécula antioxidante BH4 no líquor destes animais. A persistente hiperglicemia também induziu apoptose e o acúmulo de proteínas oxidadas (AGEs) pelo aldeído reativo metilglioxal (MG) - composto formado durante condições de hiperglicemia, sendo considerado o principal formador de AGEs - em córtex cerebral de animais hiperglicêmicos. Além disso, estas alterações metabólicas ocorreram juntamente com alterações epigenéticas caracterizadas por mudanças nos padrões de metilação do DNA e concomitantemente com déficit cognitivo, evidenciado principalmente por prejuízos na consolidação da memória de curto e longo prazo. Ainda, a normalização das concentrações de glicose através da administração de insulina preveniu as alterações metabólicas, epigenéticas e comportamentais observadas nos animais hiperglicêmicos. No que se refere ao efeito específico do MG, foi observado um aumento significativo no consumo de oxigênio no estado IV de respiração mitocondrial e um marcado aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) extramitocondrial em células precursoras de hipocampo (H19-7), indicando que este composto pode estar relacionado com as alterações encontradas no modelo animal. Por outro lado, as adaptações no metabolismo energético observadas no modelo animal de hiperglicemia, também foram observadas em amostras de indivíduos afetados por DM do tipo 1 e por DP. Ainda, nestes pacientes também foi observado um marcado aumento nas concentrações de neopterina plasmática, parâmetro que indica de forma sensível a ativação do sistema imunológico. Por fim, este estudo também focou no efeito da modulação da via metabólica da BH4 como ferramenta para reduzir a hipersensibilidade à nocicepção, em um modelo animal de dor neuropática, onde foi observado que a inibição da enzima que participa da síntese da BH4, a sepiapterina redutase (SR), induz analgesia. Em conclusão, pode-se propor que os oxidantes MG e/ou AGEs formados durante a hiperglicemia crônica decorrente do DM estariam envolvidos nas alterações bioquímicas e moleculares observadas nas células do SNC e predispondo ao comprometimento cognitivo observado neste estudo, proporcionando um cenário propício para a instalação e o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas e/ou neurológicas, em particular a DP, e/ou predispor a nocicepção.<br> / Abstract : Chronic hyperglycemia characteristic of Diabetes Mellitus (DM) predisposes to the development of vasculopathies, both in peripheral tissues, where the pathophysiology is partially elucidated, and also in the central nervous system (CNS), where it is even less understood. In this context, studies have suggested that the persistent hyperglycemia predisposes and promotes the progression of neurodegenerative processes. This study aimed to evaluate the predisposition to the development of neurodegenerative and/or neurological diseases, in particular Parkinson's disease (PD) during the chronic hyperglycemic state characteristic of DM. Chronic hyperglycemia was induced by the administration of a single dose of streptozotocin (STZ; 55 mg/kg, intraperitoneally) in adult rats, and parameters of bioenergetics, oxidative stress, neurotoxicity, epigenetics and behavior were investigated after 10 and/or 60 days of persistent hyperglycemia (STZ group). Some animals received insulin subcutaneously (1.5 IU of human Novolin®N, Novo Nordisk Laboratories; twice daily, STZ + INS Group) in order to normalize the glycemia. It was observed that chronic hyperglycemia (STZ Group) caused a marked bioenergetic impairment in the central nervous system (CNS), as well as in peripheral tissues, characterized by inhibition of the activities of complexes I, II and IV of the respiratory chain and by an increase in the activity of total and mitochondrial creatine kinase (CK). Furthermore, this metabolic condition elicited oxidative stress observed by a significant decrease in the plasma thiol groups levels, an increase in plasma lipid peroxidation and also a reduction of BH4 levels in cerebrospinal fluid. Persistent hyperglycemia also induced apoptosis and the accumulation of oxidized proteins (AGEs) by the reactive aldehyde methylglyoxal (MG) - compound formed during hyperglycemic conditions and the main generator of AGEs - in cerebral cortex of hyperglycemic animals. In addition, these metabolic changes occurred in parallel with epigenetic alterations and cognitive impairment, characterized by changes in the patter of DNA methylation and by compromised consolidation of shortand long-term memories. Moreover, these changes were prevented by the administration of INS. Regarding to the specific effect of MG, it was observed a significant increase in oxygen consumption in the state IV of mitochondrial respiration and also a marked increase in reactive oxygen species (ROS) production in the H19-7 cell line. Moreover, the metabolic adaptations observed in the animal model of hyperglycemia were also confirmed in samples derived from individuals affected with type 1 DM and/or PD. Additionally, it was also observed a significant increase in plasma neopterin levels, a parameter which indicates activation of the immune system. Finally, this study also focused on the effect of modulating BH4 metabolic pathway as a tool to reduce the perception of pain hypersensitivity in an animal model of neuropathic pain. Here, it was observed that the inhibition of sepiapterin reductase (SR), induces analgesia. In conclusion, it can be proposed that the oxidizing MG and/or AGEs formed during chronic hyperglycemia resulting from the DM would be involved in the biochemical changes observed in the CNS cells and predispose to the cognitive impairment observed in this study, providing a suitable scenario for the installation and development of neurodegenerative and/or neurological diseases, in particular PD and/or predispose to nociception.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337876.pdf: 1482703 bytes, checksum: ae0d6dbc644e1e4a8ca2937048aadb8c (MD5) Previous issue date: 2015 / A depressão é a doença neuropsiquiátrica mais prevalente na doença de Alzheimer (DA), acometendo cerca de 50% dos indivíduos. A DA é a doença neurodegenerativa mais prevalente na população, que tem como característica neurodegeneração progressiva em áreas do lobo temporal e córtex cerebral, tendo como consequência mudanças comportamentais, déficits de memória e prejuízos cognitivos, que tendem a se agravar com a progressão da doença. A depressão esta relacionada, ao menos em parte, à diminuição nos níveis sinápticos de monoaminas (serotonina, noradrenalina e dopamina) ou ineficiência nos seus receptores. Assim, a maioria dos fármacos utilizados para o tratamento da depressão atua de maneira a restaurar a transmissão monoaminérgica, porém, a utilização destes fármacos acarreta no aparecimento de diversos efeitos adversos que podem diminuir a qualidade de vida dos pacientes e contribuir para a desistência do tratamento. Desta forma, existe a necessidade do desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas. Neste contexto, diversos estudos mostram que compostos que promovem à inibição da enzima glicogênio sintase cinase-3ß (GSK-3ß), como a creatina, apresentam efeito antidepressivo. A inibição desta cinase também apresenta efeitos positivos no tratamento da DA, reduzindo a formação de placas amiloides e emaranhados neurofibrilares. O presente estudo investigou: a) o efeito da administração aguda de creatina sobre o comportamento tipo-depressivo induzido pela administração intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo ß-amiloide 1-40 (Aß-1-40) em camundongos, b) a participação da via GSK-3ß/Nrf2/heme oxigenase (HO-1) no referido efeito. Para tanto, diferentes grupos experimentais foram submetidos a testes de avaliação de comportamento tipo-depressivo, como o teste de suspensão pela cauda (TSC) e o teste de borrifagem de sacarose (TBS), 10 dias após a administração de Aß-140. Posteriormente, a análises bioquímicas para mensuração de proteínas relacionadas com a via de sinalização proposta foram realizadas em homogenatos de hipocampo. O tratamento com Aß-1-40(400 pmol/animal, i.c.v.) apresentou efeito tipo-depressivo no TSC e no TBS. Os tratamentos agudos com creatina (10 mg/kg) e com fluoxetina (10 mg/kg) produziram efeito tipo-antidepressivo per se no TSC. Além disso, administração de creatina (0,01 e 10 mg/kg) e fluoxetina (10 mg/kg) foi capaz de reverter o efeito tipo-depressivo induzido pelo Aß-1-40 no TSC e no TBS. Nenhum grupo experimental apresentou alteração na atividade locomotora no teste do campo aberto (TCA). Em relação às analises bioquímicas, a administração de Aß-1-40 (400 pmol/animal, i.c.v.) não causou alterações no imunoconteúdo das proteínas fosfo-GSK-3ß, GSK-3ß e HO-1. O tratamento com creatina per se, na dose de 0,01 mg/kg foi capaz de aumentar a fosforilação de GSK-3ß e o imunoconteúdo de HO-1 no hipocampo. A fluoxetina per se aumentou a fosforilação de GSK-3ß, mas não afetou os níveis de HO-1. Além disso, o tratamento com Aß-1-40 aumentou os níveis de GSH e a atividade das enzimas GR e TrxR no hipocampo quando comparado aos animais que receberam veículo. Contudo, o aumento dos níveis de GSH e na atividade da enzima TrxR não foi observado nos tratados com Aß-1-40 que posteriormente uma única dose de creatina ou fluoxetina. A atividade da enzima TrxT se apresentou aumentada nos animais do grupo Aß1-40 tratados com creatina na dose de 0,01 mg/kg. Os resultados deste trabalho sugerem que a creatina pode ser uma boa estratégia para o tratamento da comorbidade depressão/DA. Contudo, o envolvimento da via GSK-3ß/Nrf2/ HO-1 no efeito da creatina ainda precisa ser melhor investigado.<br> / Abstract : Depression is the most prevalent neuropsychiatric comorbity found in patients with Alzheimer disease (AD), affecting about 50% of the affected individuals. AD is the most prevalent neurodegenerative disease, and it is characterized by progressive neurodegeneration especially in areas such as the cerebral cortex and temporal lobe, resulting in behavioral changes, memory loss and cognitive deficits. These symptoms tend to worsen with disease progression. Most drugs used for the treatment of depression act restoring the monoaminergic transmission. Although the current antidepressant therapy usually alleviates depressive symptoms, the delay onset of the therapeutic effects, the high prevalence of refractory responses and the number of adverse effects exhibited by a large number of patients are major drawbacks of the current therapy.. Thus, there is a need to develop new therapies acting on different cellular targets and capable to exhibit a with faster antidepressant response. In this context, several studies have shown that compounds that promote inhibition of the enzyme glycogen synthase kinase-3ß (GSK-3ß), as creatine, have antidepressant effect. Inhibition of this kinase also has positive effects in the treatment of AD, reducing the formation of amyloid plaques and neurofibrillary tangles. This study investigated the effect of acute administration of creatine or fluoxetine on depressive-like behavior and anhedonic/motivacional ten days after the intracerebroventricular (i.c.v.) administration of ß-amyloid peptide 1-40 (Aß1-40) in mice. In addition, we evaluated the participation of GSK-3ß/Nrf2/heme oxygenase 1 (HO-1) pathway in the behavioral and biochemical effects elicited by creatine in this model. Therefore, different experimental groups were subjected to depressant-like behavior assessment tests, such as the tail suspension test (TST) and splash test (ST) and biochemical analyzes performed in order to measure the hippocampal levels of proteins related to GSK-3ß / Nrf2 / HO pathway. The results showed that: a) Treatment with Aß1-40 (400 pmol/mice, i.c.v.) had depressant-like effect on TST and reduced anhedonic/motivacional response in the SP, ten days after its administration; b) The acute treatment with creatine (10 mg/kg, p.o.) and fluoxetine (10 mg/kg, p.o.) in the tenth day after vehicle administration had antidepressant-like effects per se in the TST, but not in SP; c) Ten days after Aß1-40 administration increased imunocontent of GSH, GR an TrxR was found in the hippocampus of mice d) ) No changes were found in the locomotor activity in any of the groups in the open field test; e) Aß1-40 treatment did not alter the GSK-3ß and HO-1 immunocontent or phosphorylation GSK-3ß f) Treatment whit creatine (0.01 mg/kg) increased the GSK-3ß phosphorylation and HO-1 immunocontent; g) Treatment whit fluoxetine per se increased the GSK-3ß phosphorylation, but did not affect HO-1 immunocontent h) Treatment whit Aß1-40 increased GSH levels and the activity of the enzymes TrxR and GR in the hippocampus, but this effects were not prevented by creatine or fluoxetine, except the TrxR activity, that increased in Aß1-40 group treated with creatine (0.01 mg/kg) ). The present data suggests that creatine, might represent a good strategy to manage the depressive and anhedonic symptoms in patients with depression/DA. The involvement of GKS-3ß/Nrf2/HO-1 pathway in these conditions needs to be further elucidated.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320906.pdf: 3852058 bytes, checksum: f76b24f3a609281787c0890e932c2090 (MD5) Previous issue date: 2013 / A creatina modula a bioenergética celular e apresenta efeito antiexcitotóxico, antioxidante e apresenta propriedades neuroprotetora e antidepressiva, no entanto, os mecanismos intracelulares responsáveis por esses efeitos ainda não estão bem estabelecidos. No primeiro captítulo desta tese foi analisado o efeito da administração de creatina (p.o.) em camundongos no teste de suspensão pela cauda (TSC), um teste preditivo de atividade antidepressiva. Além disso, foi avaliado o envolvimento dos sistemas de neurotransmissão dopaminérgico, serotonérgico, noradrenérgico, glutamatérgico, bem como as vias de sinalização intracelular mediadas por L-arginina/óxido nítrico (ON), proteína cinase A (PKA), proteína cinase C (PKC), cinase da cinase ativada por mitógenos (MEK)/cinase ativada por estímulos extracelulares (ERK) 1/2, cinase dependente de Ca2+/calmodulina (CaMK-2), fosfatidilinositol 3 cinase (PI3K)/proteína cinase B (AKT), glicogênio sintase cinase 3ß (GSK-3ß), proteína alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) e hemeoxigenase-1 (HO-1) implicadas no efeito antidepressivo da creatina no TSC. A administração de creatina (0,1-1000 mg/kg) reduziu o tempo de imobilidade em camundongos submetidos ao TSC, sem alterar a atividade locomotora. O efeito anti-imobilidade promovido pela administração de creatina no TSC foi bloqueado pelo pré-tratamento dos camundongos com ?-clorofenilalanina metil éster (PCPA; 100 mg/kg, i.p., por 4 dias consecutivos, inibidor da síntese de serotonina (5-HT)), a-metil-?-tirosina (AMPT; 100 mg/kg, i.p., inibidor da enzima tirosina hidroxilase), haloperidol (0,2 mg/kg, i.p., antagonista não seletivo de receptores dopaminérgicos), SCH23390 (0,05 mg/kg, s.c., antagonista de receptores dopaminérgicos D1), sulpirida (50 mg/kg, i.p., antagonista de receptores dopaminérgicos D2), prazosina (1 mg/kg, i.p., antagonista de receptores a1-adrenérgicos), N-metil-D-aspartato (NMDA) (0,1 pmol/sítio, i.c.v.), D-serina (30 µg/sítio, i.c.v., agonista do sítio da glicina do receptor NMDA), arcaína (1 mg/kg, i.p., antagonista do sítio das poliaminas dos receptores NMDA), L-arginina (750 mg/kg, i.p., precursor de ON), SNAP (25 µg/site, i.c.v, doador de ON), 7-nitroindazol (25 mg/kg, i.p., inibidor da enzima óxido nítrico sintase neuronal), H-89 (1 µg/sítio, i.c.v., inibidor de PKA), KN-62 (1 µg/sítio, i.c.v., inibidor de CaMK-2), queleritrina (1 µg/site, i.c.v., inibidor de PKC), U0126 (5 µg/sítio, i.c.v., inibidor de MEK1/2), PD09058 (5 µg/sítio, inibidor da MEK1/2), LY294002 (10 nmol/sítio, i.c.v., inibidor de PI3K), wortmanina (0,1 µg/sítio, inibidor de PI3K), rapamicina (0,2 nmol/sítio, i.c.v., inibidor de mTOR), protoporfirina de zinco (10 µg/sítio, i.c.v., inibidor da enzima heme oxigenase-1). Alémdisso, creatina (0,01 mg/kg, dose sub-efetiva) em combinação com doses sub-efetivas de SKF38393 (0,1 mg/kg, s.c., agonista de receptores dopaminérgicos D1), apomorfina (0,5 mg/kg, ip, agonista preferencial de receptores dopaminérgicos D2), fenilefrina (0,4 µg/sítio, i.c.v., agonista de receptores a1-adrenérgico), WAY100635 (0,1 mg/kg, s.c., antagonista seletivo de receptores 5-HT1A), 8-OH-DPAT (0,1 mg/kg, i.p., agonista de receptores 5-HT1A), fluoxetina (5 mg/kg, p.o., antidepressivo inibidor da recaptação de serotonina (ISRS)), paroxetina (0,1 mg/kg, p.o., ISRS), citalopram (0,1mg/kg, p.o., ISRS), sertralina (3 mg/kg, p.o., ISRS), amitriptilina (1 mg/kg, p.o., antidepressivo tricíclico), imipramina (0,1 mg/kg, p.o., antidepressivo tricíclico), reboxetina (2 mg/kg, p.o., antidepressivo inibidor seletivo da recaptação de noradrenalina, ISRN), bupropiona (1 mg/kg, p.o., antidepressivo inibidor da recaptação de dopamina e noradrenalina), MK-801 (0,01 mg/kg, p.o., antagonista de receptores de NMDA), cetamina (0,1 mg/kg, i.p., antagonista de receptores NMDA), AR-A014418 (0,01 µg/sítio, i.c.v., inibidor seletivo da enzima GSK-3ß), cloreto de lítio (10 mg/kg, p.o., inibidor não seletivo da enzima GSK-3ß), protoporfirina de cobalto (0,01 µg/sítio, i.c.v., indutor da expressão de HO-1) reduziu o tempo de imobilidade no TSC, em comparação com qualquer um dos fármacos administrados isoladamente. Este conjunto de resultados sugere que o efeito antidepressivo da creatina no TSC seja mediado por uma ativação de receptores dopaminérgicos D1 e D2, bem como dos receptores 5-HT1A e a1-adrenérgico, e uma inativação de receptores glutamatérgicos NMDA, além de envolver a ativação de PKA, PKC, MEK1/2, PI3K/AKT, mTOR, HO-1 e uma inibição de GSK-3ß. Tendo em vista que existe uma grande comorbidade entre a depressão e a doença de Parkinson (DP), e sabendo que antidepressivos de distintas classes protegem da morte celular induzida por toxinas dopaminérgicas, como a 6-OHDA, o segundo capítulo desta tese investigou o efeito neuroprotetor da creatina frente a morte celular induzida pela toxina dopaminérgica 6-OHDA. Esta diminuiu a viabilidade de células de neuroblastoma humano SH-SY5Y, bem como de fatias de estriado cerebral de ratos. A creatina apresentou um efeito protetor contra a toxicidade induzida por 6-OHDA (10?5000 µM) em células SH-SY5Y e este efeito foi revertido por diferentes inibidores de cinases: LY294002 (10 µM), KN-93 (1 µM, inibidor de CaMK-2), H-89 (2 µM), PD98059 (10 µM) e queleritrina (0,1 µM). Além disso, 6-OHDA reduziu a fosforilação de GSK-3ß (Ser9) em células SH-SY5Y e a incubação com creatina reverteu este efeito. Ainda, 6-OHDA (50-300 µM) reduziu a viabilidade celular em fatias de estriado de ratos e creatina ou fosfocreatina (2,5-10 mM) reverteueste efeito. Ainda, verificamos que 6-OHDA aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio e induz uma diminuição na fosforilação de AKT (Ser473) e GSK-3ß (Ser9) em fatias de estriado de ratos, sendo que a creatina ou fosfocreatina (5 mM) reverteu este efeito. O inibidor da PI3K LY294002 (30 µM) reverteu o efeito da creatina e da fosfocreatina sobre a viabilidade celular e produção de espécies reativas de oxigênio em fatias de estriado expostas a 6-OHDA. Além disso, 6-OHDA diminuiu o imunoconteúdo de tirosina hidroxilase e creatina ou fosfocreatina reverteu este efeito. O efeito protetor de creatina ou fosfocreatina na modulação do imunoconteúdo de tirosina hidroxilase em fatias de estriado de ratos expostas a 6-OHDA parece ser dependente da ativação da via de sinalização intracelular PI3K/AKT, uma vez que LY294002 (30 µM) reverteu este efeito. Este segundo conjunto de resultados sugere que a creatina apresenta efeito neuroprotetor frente à morte celular induzida por 6-OHDA e este efeito parece ser devido a propriedades antioxidantes e ativação das vias de sinalização intracelular mediadas por PKA, PKC, MEK1/2, PI3K/AKT e uma inibição de GSK-3ß. Esta tese sugere que a creatina pode ser uma nova alternativa terapêutica para o tratamento da depressão e da DP. <br> / Abstract : Creatine modulates cellular bioenergetics and presents antiexcitotoxic, antioxidant, neuroprotective and antidepressant properties; however, the intracellular mechanisms responsible for these effects are not well established. In the first chapter of this thesis, the effect of creatine administration (p.o.) in the mouse tail suspension test (TST), a test predictive of antidepressant activity, was investigated. In addition, the possible involvement of neurotransmission systems (dopaminergic, serotonergic, noradrenergic and glutamatergic), and the intracellular signaling pathways mediated by L-arginine/nitric oxide (NO), protein kinase A (PKA), protein kinase C (PKC), mitogen-activated protein kinase kinase 1/2 (MEK 1/2)/ extracellular-signal-regulated kinase 1/2 (ERK 1/2), Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase-2 (CaMK-2), phosphatidylinositide 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (AKT), glycogen synthase kinase-3ß (GSK-3ß), mammalian target of rapamycin (mTOR) and heme oxygenase-1 (HO-1) in the antidepressant-like effect of creatine in the TST was evaluated. The administration of creatine (0.1-1000 mg/kg) reduced the immobility time in mice submitted to the TST, without changing locomotor activity. The anti-immobility effect of creatine in the TST was blocked by pretreatment of mice with p-chlorophenylalanine methyl ester (PCPA; 100 mg/kg, i.p., for 4 consecutive days, inhibitor of serotonin (5-HT) synthesis), a-methyl-p-tyrosine (AMPT, 100 mg/kg, i.p., inhibitor of tyrosine hydroxylase), haloperidol (0.2 mg/kg, i.p., non-selective dopamine receptor antagonist), SCH23390 (0.05 mg/kg, s.c., dopamine D1 receptor antagonist), sulpiride (50 mg/kg, i.p., dopamine D2 receptor antagonist), prazosin (1 mg/kg, i.p., a1-adrenoceptor antagonist), NMDA (0.1 pmol/site, i.c.v.), D-serine (30 µg/site, i.c.v., agonist of the glycine site of the NMDA receptor), arcaine (1 mg/kg, i.p., antagonist of the polyamine site of the NMDA receptor), L- arginine (750 mg/kg, i.p., a precursor of nitric oxide, NO), SNAP (25 µg/site, i.c.v., NO donor), 7-nitroindazole (25 mg/kg, i.p., inhibitor of neuronal nitric oxide synthase), H-89 (1 µg/site, i.c.v., PKA inhibitor), KN-62 (1 µg/site, i.c.v., CaMK-2 inhibitor), chelerythrine (1 µg/site, i.c.v., PKC inhibitor), U0126 (5 µg/site, i.c.v., MEK1/2 inhibitor), PD09058 (5 µg/site, MEK1/2 inhibitor), LY294002 (10 nmol/site, i.c.v., PI3K inhibitor), wortmannin (0.1 µg/site, PI3K inhibitor), rapamycin (0.2 nmol/site, i.c.v., mTOR inhibitor), zinc protoporphyrin (10 µg/site, i.c.v., HO-1 inhibitor). Furthermore, creatine (0.01 mg/kg, sub-effective dose) in combination with sub-effective doses of SKF38393 (0.1 mg/kg s.c., dopamine D1 receptor agonist), apomorphine(0.5 mg/kg, i.p., preferential agonist of dopamine D2 receptor), phenylephrine (0.4 mg/site, i.c.v., a1-adrenoceptor agonist), WAY100635 (0.1 mg/kg, s.c., a selective 5-HT1A receptor antagonist) 8-OH-DPAT (0.1 mg/kg, i.p., a selective 5-HT1A receptor agonist), fluoxetine (5mg/kg, p.o., selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI)), paroxetine (0.1 mg/kg, p.o., SSRI), citalopram (0.1 mg/kg, p.o., SSRI), sertraline (3 mg/kg, p.o., SSRI), amitriptyline (1 mg/kg p.o., tricyclic antidepressant), imipramine (0.1 mg/kg, p.o., tricyclic antidepressant), reboxetine (2 mg/kg, p.o., selective noradrenaline reuptake inhibitor), bupropion (1 mg/kg, p.o., dopamine and noradrenaline reuptake inhibitor), MK-801 (0.01 mg/kg, p.o., NMDA receptor antagonist) ketamine (0.1 mg/kg, i.p., NMDA receptor antagonist), AR-A014418 (0.01/site, i.c.v., GSK-3ß inhibitor), lithium chloride (10 mg/kg, p.o., non-selective GSK-3ß inhibitor), cobalt protoporphyrin (0.01 µg/site, i.c.v., inducer of HO-1 expression) decreased the immobility time in the TST as compared to either drug administered alone. This set of results suggest that the antidepressant-like effect of creatine in the TST is mediated by the activation of dopamine D1 and D2 receptors, 5-HT1A receptors, and a1-adrenoceptors as well as an inactivation of NMDA receptors. Moreover, this set of results also indicates that activation of PKA, PKC, MEK1/2, PI3K/AKT, mTOR, HO-1 and inhibition of GSK-3ß are involved in the antidepressant-like effect of creatine in the TST. Considering: i) the high depression and Parkinson's disease comorbidity; ii) antidepressants of different classes protect the cell death induced by dopaminergic toxins, such as 6-OHDA, the second chapter of this thesis also evaluated the neuroprotective effect of creatine against cell death induced by the dopaminergic toxin 6-OHDA. We demonstrated that 6-OHDA decreased the cell viability of human neuroblastoma cells SH-SY5Y, as well as rat striatal slices. Creatine protected against the toxicity induced by 6-OHDA (10-5000 mM) in SH-SY5Y cells and this effect was reversed by different kinase inhibitors: LY294002 (10 µM), KN-93 (1 µM, CaMK-2 inhibitor), H-89 (2 µM), PD98059 (10 µM) and chelerythrine (0.1 µM). Furthermore, 6-OHDA reduced phosphorylation of GSK-3ß (Ser9) in SH-SY5Y cells and creatine (10 µM) reversed this effect. Also, 6-OHDA (50-300 µM) reduced cell viability and increased the production of reactive oxygen species in rat striatal slices and creatine or phosphocreatine (2.5-10 mM) reversed this effect. We also find that 6-OHDA decreased the phosphorylation of AKT (Ser473) and GSK-3ß (Ser9) in rat striatal slices and creatine or phosphocreatine reversed this effect. The PI3K inhibitor LY294002 (30 mM) reversed the protective effect of creatine or phosphocreatine against cell viability and production of reactive oxygenspecies in striatal slices exposed to 6-OHDA. Furthermore, 6-OHDA decreased the tyrosine hydroxylase immunocontent and phosphocreatine or creatine reversed this effect. The effect of creatine or phosphocreatine on the modulation of tyrosine hydroxylase immunocontent in rat striatal slices exposed to 6-OHDA could be dependent on the activation of the intracellular signaling pathway mediated by PI3K/AKT, since LY294002 (30 mM) reversed this effect. This second set of data suggests that creatine has neuroprotective effect against cell death induced by 6-OHDA and this effect could be due to the antioxidant properties and activation of intracellular signaling pathways mediated by PKA, PKC, MEK1/2, PI3K/AKT and an inhibition of GSK-3ß. This thesis suggests that creatine may be a novel therapeutic alternative for the treatment of depression and Parkinson's disease.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Glucose is the most important energy substrate for the central nervous system. Besides its energetic function, glucose facilitates memory in experimental animals, an effect that has been related to its energy functions. Other important cerebral energy substrate is creatine, which is endogenously synthesized and converted to phosphocreatine, an immediate and important source of high-energy phosphates, in a reaction catalysed by the enzyme creatine kinase. Athletes use this supplement to improve high intensity exercise performance. In addition creatine protects against convulsions induced by methylmalonic acid and N-methyl-D-aspartate. The aims of the present work, were to verify the possible effects of the acute administration of creatine on the acquisition, consolidation and evocation of the memory of the inhibitory avoidance task in rats; to verify whether creatine alters anxiety, locomotor activity and footshock sensitivity in rats; to determine whether creatine causes state dependence in the inhibitory avoidance task and whether glutamate-mediated mechanisms are involved in the deleterious effects of creatine on inhibitory avoidance memory. The results obtained in the current work show that creatine, administered 15 minutes before training (3.75 mg/kg, i.p.), immediately after training (1.87 mg/kg, i.p.) and 15 minutes before testing (7.5 mg/kg, i.p.), impaired animal performance at testing, and that these effects were not due to alterations in anxiety, locomotor activity or footshock sensitivity. Creatine (1.87 mg/kg, i.p.) administration, immediately after training, caused state dependence in the inhibitory avoidance task. Since creatine protects against the glutamate-mediated neurotoxicity, we decided to investigate whether glutamate receptors are involved in the deleterious effects of creatine on memory. The intra-hippocampal administration of glutamate, at a dose that had no effect on memory, prevented the amnestic effect of systemically administered creatine. Accordingly, creatine at a dose that had no effect on memory per se, reverted the facilitatory effects of glutamate on the memory of the inhibitory avoidance task. Moreover, MK-801 and creatine caused cross-state dependence in the inhibitory avoidance task, providing additional pharmacological basis for a putative action of creatine on the glutamatergic system, particularly the NMDA receptor. Considering the results obtained in the present work we conclude that creatine impairs the acquisition, consolidation and evocation of inhibitory avoidance task. The effects of creatine on memory seems to be due state dependence associated with NMDA receptor blockade. / A glicose é o substrato energético mais importante para as funções cerebrais, e possui um efeito benéfico sobre a memória de ratos. Outro substrato energético importante para as funções cerebrais é a creatina, produzida endogenamente é convertida em fosfocreatina, uma fonte imediata e importante de fosfato de alta energia, através da creatina quinase. Este suplemento é utilizado pelos atletas para melhorar a performance em exercícios de alta intensidade e curta duração, têm efeito neuroprotetor contra convulsões induzidas por ácido metilmalônico e N-metil-D-aspartato. Os objetivos do presente trabalho foram verificar os possíveis efeitos da administração aguda de creatina sobre as fases de aquisição, consolidação e evocação da memória de ratos na tarefa de esquiva inibitória; verificar se a creatina altera a ansiedade, a atividade locomotora e a sensibilidade ao choque de ratos; verificar se a creatina causa dependência de estado na tarefa de esquiva inibitória em ratos, verificar se os mecanismos glutamatergicos estão envolvidos no efeito deletério da creatina sobre a memória dos ratos na tarefa de esquiva inibitória. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram que a creatina, quando administrada 15 minutos antes do treino (3,75 mg/kg, i.p.), imediatamente após o treino (1,87 mg/kg, i.p.) e 15 minutos antes do teste (7,5 mg/kg, i.p.), prejudica a memória dos ratos na tarefa de esquiva inibitória, e que este efeito não é devido a alterações na ansiedade, atividade locomotora e na sensibilidade dos animais ao choque. Observou-se que a creatina (1,87 mg/kg, i.p.) quando administrada imediatamente após o treino, causa dependência de estado na tarefa de esquiva inibitória. Tendo em vista a falta de estudos na literatura que mostram possíveis vias de ação da creatina sobre a memória, decidiu-se inferir possíveis mecanismos de ação para a creatina pela manipulação dos efeitos observados com o glutamato e bloqueador NMDA. A administração intra-hipocampal de glutamato, em uma dose que não apresenta efeito per se, reverte o prejuízo da memória causado pela administração de creatina, e a creatina em uma dose que não apresenta efeito per se, reverte a melhora da memória causada pela administração intra-hipocampal de glutamato na tarefa de esquiva inibitória. Verificou-se que a administração sistêmica de MK-801 pós-treino causa dependência de estado, e que a administração de creatina causa dependência de estado cruzada com o MK-801 na tarefa de esquiva inibitória. Com base nos resultados obtidos no presente trabalho pode-se concluir que a creatina prejudica a memória dos ratos nas fases de aquisição, consolidação e evocação. Tal déficit é devido a uma dependência de estado na tarefa de esquiva inibitória induzido pela creatina que envolve a via glutamatérgica, uma vez que a manipulação deste sistema pela injeção intra-hipocampal de glutamato reverte os efeitos da creatina e a creatina causa dependência de estado cruzada com MK-801 na tarefa de esquiva inibitória.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-09Bitstream added on 2014-06-13T19:32:28Z : No. of bitstreams: 1 000736475.pdf: 1129710 bytes, checksum: 6b6d2e9c66931f72bef30065b36cb94c (MD5) / A doxorrubicina (DOX) é o antineoplásico mais utilizado na terapêutica no tratamento de tumores sólidos e leucemias, porém sua cardiotoxicidade limita, muitas vezes, a continuidade do tratamento. Neste contexto, Formariz (2008) desenvolveu uma microemulsão (ME) contendo DOX (DOX-ME) que apresentou cardiotoxicidade reduzida – avaliada através da atividade da enzima MB da creatinina quinase (CKMB) - em relação ao produto comercial (pó liofilizado na forma de cloridrato). A DOX incorporada nessa nova ME apresentou aumento da DL50 em ratos Wistar e camundongos com manutenção da DE50, com consequente aumento da sua margem de segurança. Em estudos de farmacocinética pré-clínica foi observado que a DOX incorporada a esta microemulsão lipídica teve seus parâmetros farmacocinéticos modificados, apresentando menor volume de distribuição e diminuição da cardiotoxicidade, fato que sugere menor captação do fármaco pelo miocárdio. Neste estudo investigou-se a distribuição da DOX em tecido cardíaco e tumoral em camundongos Swiss fêmeas, nas quais foi inoculado e desenvolvido o tumor de Ehrlich. Esses animais foram distribuidos em dois grupos (n=7 cada) que receberam, por via intraperitoneal e em dose única (10 mg/kg), a DOX veiculada por microemulsão (DOX-ME) ou na forma de cloridrato (DOX-Cl). Quinze minutos após a administração os animais foram sacrificados por deslocamento cervical e a massa tumoral total e o coração foram coletados. Após a coleta as amostras foram processadas e analisadas em um sistema UPLC Waters® com detecção por fluorescência (ƛ exc = 480 nm; ƛ em= 560 nm), utilizando coluna Acquity CSH C18 1,7 μm (2,1 x 100 mm), protegida por coluna de guarda Vanguard C18 1,7 μm (2,1 x 50 mm). A fase móvel foi constituída de acetonitrila : ácido fórmico 0,1% (40:60), em modo isocrático, em fluxo de 0,4 mL/min. O volume de injeção foi de 10 μL de amostra no sistema cromatográfico. O método... / Doxorubicin (DOX) is the most used antineoplastic in the therapy for the treatment of solid tumors and leukemias but its cardiotoxicity often limits the continuity of the treatment. In this context, Formariz (2008) developed a microemulsion (ME) containing DOX (DOX-ME) that showed reduced cardiotoxicity - assessed by the activity of the enzyme creatine kinase MB (CK-MB) - in relation to the commercial product (in the form of hydrochloride lyophilized powder). The DOX incorporated into the new ME showed an increase of LD50 in rats and mice with the maintaining of the ED50, consequently increasing its safety margin. In preclinical pharmacokinetic studies was observed that the DOX lipid microemulsion had its pharmacokinetic parameters modified, with smaller volume of distribution and reduced cardiotoxicity, which suggests less drug uptake by the myocardium. In this study was investigated the distribution of DOX in cardiac tissue and tumor in female Swiss mice, which were inoculated and developed Ehrlich tumor. These animals were divided in two groups (n = 7) that received intraperitoneal dose (10 mg / kg) of DOX microemulsion (ME DOX) or hydrochloride (DOX-Cl) . Fifteen minutes after the administration, the animals were sacrificed by cervical dislocation and the total tumor mass and heart were collected. After collecting, the samples were processed and analyzed on a Waters ® UPLC System with fluorescence detection (ƛ exc = 480 nm; ƛ em = 560 nm) using column Acquity CSH C18 1.7 micrometre (2.1 x 100 mm) protected by guard column C18 Vanguard 1.7 micrometre (2.1 x 50 mm). The mobile phase consisted of acetonitrile: 0.1% formic acid (40:60) in isocratic flow at 0.4 ml / min. The injection volume was 10 uL of sample into the chromatographic system. The bioanalytical method was validated in accordance with resolutions of ANVISA and the guidance of the FDA, and demonstrated confidence limits appropriate for their application in the ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-21Bitstream added on 2014-06-13T18:41:47Z : No. of bitstreams: 1 pereira_dm_me_jabo.pdf: 580192 bytes, checksum: b2b81a55bd0260aba59a035c51c133ee (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Pretendeu-se avaliar o efeito da creatina sobre as mensuraçóes ecocardiográficas do ventrículo esquerdo em eqüinos treinados em esteira rolante. Os 15 animais foram divididos em grupos após avaliação clínica para constatar higidez, sendo um grupo composto de sete animais suplementados com 75g de creatina adicionada na ração (Gtc) e um grupo, composto de oito animais que não receberam creatina (Gt). Os dados referentes às mensurações do ventrículo esquerdo, foram obtidos por meio de ecocardiografia em Modo M e registrados mensalmente durante cento e vinte dias (MO, M1, M2, M3, M4), em ambos os grupos. Os índices ventriculares e o débito cardíaco serviram para avaliar os efeitos do condicionamento físico associado ou não à suplementação com creatina sobre a musculatura cardíaca. Os resultados referentes a variação de espessura das paredes ventriculares e do diâmetro interno da câmara ventricular no grupo de animais treinados sem suplementação se assemelharam aos da literatura compilada. A metodologia aplicada e os resultados obtidos permitiram concluir que a utilização de 75g de creatina adicionadas a ração de eqüinos treinados em esteira rolante por um período de 120 dias, causa menor hipertrofia cardíaca do que aquela observada nos animais que não receberam suplementação. / The present study evaluated the effects of the exerci se and the association creatine - exercise in size and left ventricular index by echocardiography in fifteen adults equine each month during four months (MO, M1, M2, M3, M4). The fifteen animais were divided in two groups, trainned and supplemented group (Gtc), with seven horses, that received 75g of creatine added in fed and a trained group only (Gt) with eight animais. The ventricular index and cardiac output were usefull to evaluate the effects of physicaJ conditioning and the association of creatine suplementation and trainning on the heart musculature. The results at thickness of the ventricular walls and diameter of ventricular chamber at Gt were similar to the compiled literature The applied methodology and the results permit to conclude that creatine causes smaller heart hipertrophy than that observed in the animais that didn't received the suplementation.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico crônico e incapacitante que afeta aproximadamente 1% da população mundial. Pesquisas com tratamentos preventivos se tornam necessárias, incluindo o uso de nutrientes, como o ácido fólico cujo metabolismo está implicado no desenvolvimento do transtorno. No presente estudo foi avaliado o efeito do ácido fólico sobre os parâmetros de metabolismo energético em ratos submetidos ao modelo de esquizofrenia induzido pela administração de cetamina. Ratos Wistar adultos foram suplementados durante 14 dias com ácido fólico (5, 10 ou 50mg/kg) ou água via oral e a partir do 9º dia de experimento foi administrada cetamina (25mg/kg) ou salina via intraperitoneal durante 7 dias. No 15º dia do experimento, os animais foram mortos por decapitação e as estruturas cerebrais, córtex frontal, hipocampo e estriado, dissecadas para as análises bioquímicas. Foi avaliada a atividade dos complexos I, II, II-III e IV da cadeia respiratória mitocondrial e da enzima creatina quinase. Nossos achados, de modo geral, indicaram que a administração repetida de cetamina não foi capaz de alterar os parâmetros analisados. No complexo I, o ácido fólico (10mg/kg) associado à cetamina reduziu a atividade deste complexo em relação ao grupo controle no córtex frontal, hipocampo e estriado. Além disso, o ácido fólico (10mg/kg) per se diminuiu a atividade do complexo I no hipocampo e no estriado quando comparado ao grupo controle. O ácido fólico (50mg/kg) associado à cetamina aumentou a atividade do complexo I em relação ao grupo controle no estriado. No complexo II, o ácido fólico (5mg/kg) em associação com a cetamina elevou a atividade deste complexo apenas no córtex frontal. Ainda houve um aumento na atividade do complexo II-III no hipocampo pelo ácido fólico (5mg/kg) associado à cetamina em relação ao grupo controle. Observou-se no complexo IV, apenas no estriado, um efeito do ácido fólico (5mg/kg) per se aumentando a atividade deste complexo comparado ao grupo controle. A administração de ácido fólico (10mg/kg e 50mg/kg) per se aumentou significativamente a atividade da creatina quinase no córtex frontal. Sabe-se o importante papel que o ácido fólico desempenha na fisiopatologia da esquizofrenia, porém o mecanismo exato pelo qual esta relação ocorre permanece desconhecido. Dessa forma, estudos adicionais baseados em modelos animais de esquizofrenia devem ser realizados, visando uma maior compreensão das propriedades terapêuticas e profiláticas do ácido fólico, bem como a dose mais adequada e o melhor tempo de tratamento neste transtorno.

Orientador: Rosângela Gonçalves Peccinini / Coorientador: Iracilda Zeppone Carlos / Banca: Anselmo Gomes de Oliveira / Banca: Thalita Pedroni Formariz Pilon / Resumo: A doxorrubicina (DOX) é o antineoplásico mais utilizado na terapêutica no tratamento de tumores sólidos e leucemias, porém sua cardiotoxicidade limita, muitas vezes, a continuidade do tratamento. Neste contexto, Formariz (2008) desenvolveu uma microemulsão (ME) contendo DOX (DOX-ME) que apresentou cardiotoxicidade reduzida - avaliada através da atividade da enzima MB da creatinina quinase (CKMB) - em relação ao produto comercial (pó liofilizado na forma de cloridrato). A DOX incorporada nessa nova ME apresentou aumento da DL50 em ratos Wistar e camundongos com manutenção da DE50, com consequente aumento da sua margem de segurança. Em estudos de farmacocinética pré-clínica foi observado que a DOX incorporada a esta microemulsão lipídica teve seus parâmetros farmacocinéticos modificados, apresentando menor volume de distribuição e diminuição da cardiotoxicidade, fato que sugere menor captação do fármaco pelo miocárdio. Neste estudo investigou-se a distribuição da DOX em tecido cardíaco e tumoral em camundongos Swiss fêmeas, nas quais foi inoculado e desenvolvido o tumor de Ehrlich. Esses animais foram distribuidos em dois grupos (n=7 cada) que receberam, por via intraperitoneal e em dose única (10 mg/kg), a DOX veiculada por microemulsão (DOX-ME) ou na forma de cloridrato (DOX-Cl). Quinze minutos após a administração os animais foram sacrificados por deslocamento cervical e a massa tumoral total e o coração foram coletados. Após a coleta as amostras foram processadas e analisadas em um sistema UPLC Waters® com detecção por fluorescência (ƛ exc = 480 nm; ƛ em= 560 nm), utilizando coluna Acquity CSH C18 1,7 μm (2,1 x 100 mm), protegida por coluna de guarda Vanguard C18 1,7 μm (2,1 x 50 mm). A fase móvel foi constituída de acetonitrila : ácido fórmico 0,1% (40:60), em modo isocrático, em fluxo de 0,4 mL/min. O volume de injeção foi de 10 μL de amostra no sistema cromatográfico. O método ... / Abstract: Doxorubicin (DOX) is the most used antineoplastic in the therapy for the treatment of solid tumors and leukemias but its cardiotoxicity often limits the continuity of the treatment. In this context, Formariz (2008) developed a microemulsion (ME) containing DOX (DOX-ME) that showed reduced cardiotoxicity - assessed by the activity of the enzyme creatine kinase MB (CK-MB) - in relation to the commercial product (in the form of hydrochloride lyophilized powder). The DOX incorporated into the new ME showed an increase of LD50 in rats and mice with the maintaining of the ED50, consequently increasing its safety margin. In preclinical pharmacokinetic studies was observed that the DOX lipid microemulsion had its pharmacokinetic parameters modified, with smaller volume of distribution and reduced cardiotoxicity, which suggests less drug uptake by the myocardium. In this study was investigated the distribution of DOX in cardiac tissue and tumor in female Swiss mice, which were inoculated and developed Ehrlich tumor. These animals were divided in two groups (n = 7) that received intraperitoneal dose (10 mg / kg) of DOX microemulsion (ME DOX) or hydrochloride (DOX-Cl) . Fifteen minutes after the administration, the animals were sacrificed by cervical dislocation and the total tumor mass and heart were collected. After collecting, the samples were processed and analyzed on a Waters ® UPLC System with fluorescence detection (ƛ exc = 480 nm; ƛ em = 560 nm) using column Acquity CSH C18 1.7 micrometre (2.1 x 100 mm) protected by guard column C18 Vanguard 1.7 micrometre (2.1 x 50 mm). The mobile phase consisted of acetonitrile: 0.1% formic acid (40:60) in isocratic flow at 0.4 ml / min. The injection volume was 10 uL of sample into the chromatographic system. The bioanalytical method was validated in accordance with resolutions of ANVISA and the guidance of the FDA, and demonstrated confidence limits appropriate for their application in the ... / Mestre

O objetivo deste trabalho foi investigar o possível efeito preventivo do piruvato e da creatina (substâncias energéticas e antioxidantes) sobre as alterações comportamentais e bioquímicas provocadas pela administração intra-hipocampal da fenilalanina (Phe) em ratos Wistar. Foi desenvolvido um modelo químico experimental de fenilcetonúria (PKU) pela administração intra-hipocampal de Phe a ratos Wistar adultos atingindo níveis semelhantes aos encontrados no cérebro dos pacientes afetados. Piruvato e creatina preveniram alterações de comportamento induzidas pela Phe nas tarefas de habituação no campo aberto. O piruvato e a creatina, isoladamente, não exerceram efeito sobre os animais nas tarefas de campo aberto, mas preveniram os efeitos da Phe sobre a atividade exploratória. A Phe, o piruvato e a creatina não tiveram efeito sobre a emocionalidade dos animais. Também foram investigados parâmetros de estresse oxidativo procurando evidências de um possível mecanismo pelo qual a alta concentração de Phe poderia resultar em prejuízo da habituação dos ratos ao campo aberto. A Phe provocou o aumento de TRAP, que é uma medida da concentração de substâncias antioxidantes não enzimáticas, principalmente GSH e tioredoxina, e de TAR, que é a medida da qualidade das substâncias antioxidantes não enzimáticas, bem como das sulfidrilas totais, que compreendem GSH, tioredoxina e grupos tióis de proteínas, as quais foram aumentadas no hipocampo de ratos que receberam Phe. TBARS, que é uma medida de lipoperoxidação, diminuiu pela administração de Phe. O piruvato e a creatina, isoladamente, não exerceram efeito sobre os parâmetros de estresses oxidativo, mas o aumento das defesas antioxidantes não enzimáticas induzido pela Phe no hipocampo foi totalmente prevenido pelo pré-tratamento com creatina ou piruvato, dois potentes antioxidantes, reforçando a hipótese de que o primeiro contato do hipocampo com Phe provoca a formação de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, induzindo o aumento de defesas antioxidantes. Estes resultados também sugerem uma possível relação entre a inibição das atividades da piruvato quinase e da creatina quinase nas alterações de comportamento causadas por Phe. Em perspectiva, piruvato e creatina são suplementos dietéticos a serem considerados como agentes coadjuvantes para a atual terapia dos pacientes fenilcetonúricos baseada apenas em uma dieta restrita em Phe. / The objective of this work was to investigate the possible preventive effect of pyruvate and creatine (substances with energetic and antioxidant properties) on the behavioral and biochemical alterations caused by intrahippocampal administration of phenylalanine (Phe) in Wistar rats. It was developed a experimental chemical model of phenylketonuria(PKU) by injecting Phe into the hippocampus of adult Wistar rats, achieving similar levels than those verified in the brain of affected patients. Pyruvate and creatine prevented behavioral alterations induced by Phe in habituation in the open field task. Pyruvate and creatine did not cause effect on animal behaviour in the open field task, but they prevented the Phe effects on exploratory activity. Phe, pyruvate and creatine did not compromise emotionality of the animals in the open field task. Stress oxidative parameters were measured looking for evidences of a mechanism for which the high Phe concentration could result in the behavioral alterations. Phe provoked the increase of TRAP, which is a measure of the concentration of nonenzymatic antioxidant substances, mainly GSH and thioredoxin, and of TAR, which is a measure of the quality of nonenzymatic antioxidant substances, as well as of the Total sulfhydryl groups, which is a measure of GSH, thioredoxin and thiol-groups of proteins, in the hippocampus of the rats. TBARS, which is a measure of lipoperoxidation, was decreased by Phe administration. Pre-treatment with pyruvate and creatine did not altered stress oxidative parameters, but fully prevented the alterations induced by Phe administration, reinforcing the hypothesis that the first contact of the hippocampus with Phe provokes reactive oxygen and nitrogen species formation, inducing increase of antioxidant defenses. These results also suggest a possible relationship between the inhibition of piruvate kinase and creatine kinase activities in the behavioral alterations caused by Phe. In perspective, pyruvate and creatine are diet supplements to be considered as adjuvant agents to the present therapy of phenylketonuric pacients based only on Phe-restricted diet.

A cistinose é uma doença genética letal causada pelo transporte deficiente de cistina para fora dos lisossomos, levando ao acúmulo intralisossomal de cistina na maioria dos tecidos, principalmente no rim. O tratamento precoce com cisteamina, um aminotiol capaz de remover a cistina acumulada nos lisossomos, retarda a evolução da doença. Embora o dano tecidual dependa do acúmulo do dissulfeto cistina, os mecanismos responsáveis por este dano ainda não estão esclarecidos. A sobrecarga de lisossomos com dimetil cistina éster tem sido usada para estudar a patogênese da cistinose. Túbulos renais proximais isolados de ratos e de coelhos, sobrecarregados com dimetil cistina éster desenvolveram deficiência na reabsorção tubular semelhante à observada na síndrome de Fanconi, a principal manifestação clínico-laboratorial da cistinose. Estudos realizados com fibroblastos de pacientes cistinóticos e com células tubulares renais sobrecarregadas com dimetil cistinal éster sugerem que a apoptose está aumentada nesta doença. O acúmulo de cistina também induz queda nos níveis intracelulares de glutationa e de ATP , mesmo com a capacidade mitocondrial geradora de ATP intacta. Considerando que a creatinaquinase é uma enzima tiólica crítica para a homeostasia energética renal e que pode ser alterada por dissulfetos, nós investigamos os efeitos in vivo e in vitro da cistina sobre a atividade desta quinase em rim de ratos Wistar jovens. Os resultados mostraram que a cistina inibiu a atividade da creatinaquinase in vivo e in vitro. A inibição foi do tipo não competitivo e dependente da concentração do inibidor e do tempo de pré-incubação, sendo prevenida e revertida por cisteamina e por glutationa, sugerindo a oxidação de grupos tiólicos essenciais para o funcionamento da enzima. Com o objetivo de investigar se a inibição causada pela cistina era específica para a creatinaquinase renal ou poderia ocorrer também com outras enzimas tiólicas de outros tecidos, nós estudamos os efeitos da sobrecarga de dimetil cistina éster sobre as enzimas tiólicas creatinaquinase e piruvatoquinase, bem com sobre a enzima não tiólica lactato desidrogenase, em rim e córtex cerebral de ratos Wistar jovens. Os animais foram injetados subcutaneamente com dimetil cistina éster na dose de 1,6 μmol/g de peso corporal e/ou cisteamina na dose de 0,46 μmol/g de peso corporal do décimo sexto ao vigésimo dia de vida, tendo sido mortos por decapitação sem anestesia 12 horas após a última injeção. A administração de cistina dimetiléster diminuiu a relação tiol/dissulfeto sem alterar a atividade da lactato desidrogenase, mas inibiu a atividade das duas quinases, tanto no rim, quanto no córtex cerebral. A administração de cisteamina normalizou a relação tiol/dissulfeto e a atividade das duas quinases em ambos tecidos, reforçando a hipótese de que a cistina causa a inibição de enzimas tiólicas, provavelmente por meio da oxidação de grupos tiólicos essenciais para o funcionamento destas enzimas. Considerando que a cistina é um potencial oxidante e o estresse oxidativo pode alterar a função das proteínas tiólicas e induzir apoptose, nós investigamos os efeitos da sobrecarga de cistina dimetiléster sobre vários parâmetros de estresse oxidativo em rim de ratos Wistar jovens. A cistina dimetiléster induziu lipoperoxidação, carbonilação de proteínas, e estimulação da atividade da superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase, provavelmente por meio da formação de ânions superoxido, peróxido de hidrogênio e radicais hidroxilas. A administração de cisteamina preveniu, ao menos em parte, estes efeitos, sugerindo que este aminotiol aja como um “scavenger” de radicais livres. Considerando todos os resultados em conjunto, podemos presumir que a cistina induz estresse oxidativo, inibindo enzimas tiólicas com consequentes alterações metabólicas, tais como diminuição da homeostasia metabólica e redução dos níveis dos antioxidantes piruvato, creatina epossivelmente glutationa. Se estes efeitos também ocorrerem nos pacientes cistinóticos, eles poderiam contribuir para o dano celular que ocorre nesta doença. / Cystinosis is a lethal genetic disease caused by a lysosomal transport deficiency od cystine, leading to intra-lysosomal cystine accumulation in most tissues, specially in kidney. Early treatment with cysteamine, a cystine-depleting aminothiol, extends life of affected patients. Although tissue damage might depend on accumulation of the disulfide cystine, the mechanisms of tissue damage are not fully understood. Lysosomal loading with cystine dimethyl ester has been used for studying the pathogenesis of cystinosis. Isolated proximal renal tubules from rats and rabbits loaded with CDME developed defective proximal tubular reabsorption, similar to that of Fanconi syndrome in cystinosis Studies performed in fibroblasts of cystinotic patients and in kidney cells loaded with cystine dimethyl ester suggest that apoptosis is enhanced in this disease. Cystine accumulation also induces decrease of glutathione and of intracellular ATP content with intact energy generating capacity of mitochondria. Considering that creatine kinase, a thiol-containing enzyme, is critical for renal energy homeostasis and may be altered by disulfides, we investigated the in vivo and in vitro effects of cystine on this kinase in the kidney of young Wistar rats. Results showed that cystine inhibited in vivo and in vitro the enzyme activity and that this inhibition was of the non competitive type, time and concentration dependent, prevented and reversed by cysteamine and glutathione, suggesting that creatine kinase inhibition was caused by oxidation of essential sulfhydryl groups necessary for the enzyme function. Next, to investigate whether this inhibition was specific for renal creatine kinase, or might occur for other thiol-containing enzymes in other tissues, we studied the effects of cystine dimethylester load on the thiol-containing enzymes creatine kinase and pyruvate kinase, in the kidney and brain of young Wistar rats. We also studied these effects on lactate dehydrogenase, a non-containing thiol enzymae. The animals were injected twice a day with 1.6 μmol/g body weight cystine dimethylester and/or 0.46 μmol/g body weight cysteamine from the 16th to the 20th postpartum day and killed after 12 hours. Cystine dimethylester administration decreased thiol/disulfide ratio and inhibited the two enzyme activities in tissues, but not lactate dehydrogenase activity, a non-containing thiol enzyme. Co-administration of cysteamine normalized thiol/disulfide ratio and the two enzyme activities, reinforcing the hypothesis that cystine inhibits thiol containing enzymes possibly through oxidation of essential thiol groups of the enzymes. Considering that cystine is a potential oxidant and oxidative stress is known to alter the function of thiol containing proteins and induce apoptosis, we investigated the effects of cystine dimethyl ester loading on several parameters of oxidative stress in the kidney of young rats. Cystine dimethyl ester induced lipoperoxidation, protein carbonylation, and stimulated superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase activities, probably through the formation of superoxide anions, hydrogen peroxide, and hydroxyl radicals. Coadministration of cysteamine prevented, at least in part, those effects, possibly acting as a scavenger of free radicals. Taken together all the results, it can be presumed that cystine induces oxidative stress inhibiting thiol-containing enzymes with consequent metabolic alterations such as diminution of energy homeostasis and reduction levels of the antioxidants pyruvate, creatine, and possibly glutathione. If these effects also occur in cystinotic patients, they could contribute to tissue damage that occurs in this disease.