Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Organização Mundial da Saúde estima que existam aproximadamente 250 milhões de mulheres tabagistas no mundo. Em países em desenvolvimento, a prevalência do tabagismo pode variar de 11 a 35% em mulheres grávidas, constituindo um problema de saúde pública. Nicotina, um agonista colinérgico considerado o mais importante componente ativo da fumaça do cigarro, é capaz de causar déficits em um cérebro em desenvolvimento, no entanto, muitos estudos investigam estes efeitos durante a gestação de roedores, que corresponde aos dois primeiros trimestres de gestação em humanos. O presente estudo, foi focado nos efeitos da nicotina sobre o sistema colinérgico cerebral durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos. Ratas lactantes foram expostas a nicotina (NIC, 6 mg/Kg/dia) ou a salina (SAL) via mini-bombas osmóticas (s.c.) a partir do 2 dia ate o 16 dia pós-natal (PN). Filhotes NIC e SAL foram sacrificados durante a exposição, em PN15, e após a retirada em três momentos diferentes, PN21, PN30 e em PN90. Quatro biomarcadores foram considerados. Para avaliação dos efeitos sobre os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs), nós utilizamos [3H]citisina, que é um ligante seletivo para α4β2. Nos também medimos o marcador [3H]hemicholinium-3 (CH-3) de alta afinidade para o transportador pré-sináptico de colina, e a atividade das enzimas colina acetiltransferase (ChAT) e acetilcolinesterase (AChE) no córtex cerebral (CX), mesencéfalo (MB) e hipocampo (HP) na prole. O grupo NIC apresentou supra-regulação de nAChRs em todas as regiões durante a exposição, este efeito foi revertido pouco tempo após a retirada. Interessantemente, uma significante infra-regulação de nAChRs foi observada após um longo tempo da retirada somente em CX. A exposição à nicotina reduziu a marcação para HC-3 durante a exposição em todas as regiões e foi revertida em PN21. Já em PN30, o grupo NIC apresentou uma diminuição do HC-3. Em contraste, em PN90, foi observado um aumento de HC-3. Não foram observados efeitos para atividade da ChAT e da AChE em CX. No que diz respeito ao MB, o grupo NIC apresentou um aumento de atividade para ambas as enzimas, ChAT e AChE, em PN30. Para a mesma idade, nos observamos um decréscimo desta atividade somente em HP. E, após um longo tempo de retirada, somente HP apresentou um aumento na atividade da ChAT. Estes dados sugerem que a exposição à nicotina em ratos durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos promove alterações no sistema colinérgico dos filhotes. Somado a isto, nossos resultados indicam que os efeitos prejudiciais são observáveis mesmo muito tempo após a exposição ter sido interrompida. / The Word Health Organization estimates that there are approximately 250 million women smokers in the world. In developing countries, the prevalence of smoking varies from 11% to 35% in pregnant women, constituting a public health concern. Nicotine, a cholinergic agonist that is considered one the main active components of cigarette smoke, causes deleterious effects on brain development, however, most studies investigate its effects during rodents gestation, which corresponds to the first two trimesters of human gestation. In the present study, we focused on nicotine effects on the brain cholinergic system during the third trimester equivalent of human gestation. Lactating rats were exposed either to nicotine (NIC, 6 mg/Kg/day) or to saline (SAL) via osmotic minipumps (s.c.) from the 2nd to the 16th postnatal day (PN). NIC and SAL offspring were sacrificed during exposure (PN15), or at withdrawal (PN21, PN30 and PN90). Four cholinergic biomarkers were considered. For evaluation of effects on nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), we utilized [3H]cytisine, a ligand that binds selectively to the a4b2 nAChR. We also assessed the binding of [3H]hemicholinium-3 (HC-3) to the high-affinity presynaptic choline transporter, choline acetyltransferase (ChAT) and acetylcholinesterase (AChE) activities in the cerebral cortex (CX), midbrain (MB) and hippocampus (HP) of the offspring. NIC offspring presented nAChR upregulation in all regions during exposure that was reversed at short term withdrawal, in PN21. Interestingly, a significant nAChR downregulation was observed at long term withdrawal only in CX. Nicotine reduced HC-3 binding during exposure in all regions that was reversed on PN21. On PN30, NIC offspring presents a decrease HC-3 binding. In contrast, on PN90 was observed an increase on HC-3 binding. There were no effects for ChAT and AChE in the CX. Regarding MB, NIC offspring presents an increase in both ChAT and AChE activity on PN30. At the same age, we observed a decreased in both ChAT and AChE activity on HP. At long term withdrawal, only HP showed an increase in ChAT activity. These data indicate that maternal nicotine exposure during the third trimester equivalent of human gestation promotes cholinergic system alterations in the offsprings. In addition, our data indicate that detrimental effects are observable even long after the exposure has been interrupted.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Organização Mundial da Saúde estima que existam aproximadamente 250 milhões de mulheres tabagistas no mundo. Em países em desenvolvimento, a prevalência do tabagismo pode variar de 11 a 35% em mulheres grávidas, constituindo um problema de saúde pública. Nicotina, um agonista colinérgico considerado o mais importante componente ativo da fumaça do cigarro, é capaz de causar déficits em um cérebro em desenvolvimento, no entanto, muitos estudos investigam estes efeitos durante a gestação de roedores, que corresponde aos dois primeiros trimestres de gestação em humanos. O presente estudo, foi focado nos efeitos da nicotina sobre o sistema colinérgico cerebral durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos. Ratas lactantes foram expostas a nicotina (NIC, 6 mg/Kg/dia) ou a salina (SAL) via mini-bombas osmóticas (s.c.) a partir do 2 dia ate o 16 dia pós-natal (PN). Filhotes NIC e SAL foram sacrificados durante a exposição, em PN15, e após a retirada em três momentos diferentes, PN21, PN30 e em PN90. Quatro biomarcadores foram considerados. Para avaliação dos efeitos sobre os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs), nós utilizamos [3H]citisina, que é um ligante seletivo para α4β2. Nos também medimos o marcador [3H]hemicholinium-3 (CH-3) de alta afinidade para o transportador pré-sináptico de colina, e a atividade das enzimas colina acetiltransferase (ChAT) e acetilcolinesterase (AChE) no córtex cerebral (CX), mesencéfalo (MB) e hipocampo (HP) na prole. O grupo NIC apresentou supra-regulação de nAChRs em todas as regiões durante a exposição, este efeito foi revertido pouco tempo após a retirada. Interessantemente, uma significante infra-regulação de nAChRs foi observada após um longo tempo da retirada somente em CX. A exposição à nicotina reduziu a marcação para HC-3 durante a exposição em todas as regiões e foi revertida em PN21. Já em PN30, o grupo NIC apresentou uma diminuição do HC-3. Em contraste, em PN90, foi observado um aumento de HC-3. Não foram observados efeitos para atividade da ChAT e da AChE em CX. No que diz respeito ao MB, o grupo NIC apresentou um aumento de atividade para ambas as enzimas, ChAT e AChE, em PN30. Para a mesma idade, nos observamos um decréscimo desta atividade somente em HP. E, após um longo tempo de retirada, somente HP apresentou um aumento na atividade da ChAT. Estes dados sugerem que a exposição à nicotina em ratos durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos promove alterações no sistema colinérgico dos filhotes. Somado a isto, nossos resultados indicam que os efeitos prejudiciais são observáveis mesmo muito tempo após a exposição ter sido interrompida. / The Word Health Organization estimates that there are approximately 250 million women smokers in the world. In developing countries, the prevalence of smoking varies from 11% to 35% in pregnant women, constituting a public health concern. Nicotine, a cholinergic agonist that is considered one the main active components of cigarette smoke, causes deleterious effects on brain development, however, most studies investigate its effects during rodents gestation, which corresponds to the first two trimesters of human gestation. In the present study, we focused on nicotine effects on the brain cholinergic system during the third trimester equivalent of human gestation. Lactating rats were exposed either to nicotine (NIC, 6 mg/Kg/day) or to saline (SAL) via osmotic minipumps (s.c.) from the 2nd to the 16th postnatal day (PN). NIC and SAL offspring were sacrificed during exposure (PN15), or at withdrawal (PN21, PN30 and PN90). Four cholinergic biomarkers were considered. For evaluation of effects on nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), we utilized [3H]cytisine, a ligand that binds selectively to the a4b2 nAChR. We also assessed the binding of [3H]hemicholinium-3 (HC-3) to the high-affinity presynaptic choline transporter, choline acetyltransferase (ChAT) and acetylcholinesterase (AChE) activities in the cerebral cortex (CX), midbrain (MB) and hippocampus (HP) of the offspring. NIC offspring presented nAChR upregulation in all regions during exposure that was reversed at short term withdrawal, in PN21. Interestingly, a significant nAChR downregulation was observed at long term withdrawal only in CX. Nicotine reduced HC-3 binding during exposure in all regions that was reversed on PN21. On PN30, NIC offspring presents a decrease HC-3 binding. In contrast, on PN90 was observed an increase on HC-3 binding. There were no effects for ChAT and AChE in the CX. Regarding MB, NIC offspring presents an increase in both ChAT and AChE activity on PN30. At the same age, we observed a decreased in both ChAT and AChE activity on HP. At long term withdrawal, only HP showed an increase in ChAT activity. These data indicate that maternal nicotine exposure during the third trimester equivalent of human gestation promotes cholinergic system alterations in the offsprings. In addition, our data indicate that detrimental effects are observable even long after the exposure has been interrupted.