Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Reserpine treatment is a putative animal model of orofacial dyskinesia, tremor, and Parkinsonism. Here, we examined the effects of resveratrol, a polyphenol with neuroprotective properties primarily contained in red grapes and red wine, in an animal model of vacuous chewing movements (VCM) induced by treatment with reserpine in mice. Mice were treated with reserpine (1 mg/kg, subcutaneously administered on days 1 and 3) and/or resveratrol (5 mg/kg, intraperitonealy administered 3 consecutive days). VCM, locomotor, and exploratory performance were evaluated. It was also analysed nonproteic thiol groups and Vitamin C levels in cortex and region containing both substantia nigra and striatum as antioxidant defense parameters. Reserpine treatment produced an increase in VCM intensity, which was significantly reduced by resveratrol co-treatment. Reserpine also decreased locomotor and exploratory activity in the open field test. However, resveratrol co-treatment was not able to protect against these effects. We did not find any statistical differences among the groups when antioxidant defense parameters were evaluated. The data suggest that resveratrol could be a promising pharmacological tool for treating VCM in rodents. However, further investigations are needed to understand the exact mechanisms involved in the neuroprotective effects of resveratrol. / A administração de reserpina consiste num modelo animal de discinesia orofacial, tremor e parkinsonismo. Neste trabalho, investigamos o efeito do resveratrol, um polifenol com propriedades neuroprotetoras encontrado principalmente em frutas vermelhas e no vinho tinto, em um modelo animal de movimentos de mascar no vazio induzidos (MMVs) por tratamento com reserpina em camundongos. Os camundongos foram tratados com reserpina (1 mg/kg, administrado subcutaneamente nos dias 1 e 3) e/ou resveratrol (5 mg/kg, administrado intraperitonealmente durante 3 dias consecutivos). Foram avaliados os MMVs, atividade locomotora e exploratória. Também analisamos os níveis de tióis nãoprotéicos e de ácido ascórbico em córtex e região contendo ambos, substância negra e estriado, como parâmetros de defesa antioxidante. O tratamento com reserpina produziu um aumento na intensidade dos MMVs, os quais foram significativamente reduzidos pelo cotratamento com resveratrol. A reserpina também diminuiu a atividade locomotora e exploratória no teste de campo aberto. Contudo, o co-tratamento com resveratrol não foi capaz de modificar estes efeitos. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os grupos quando os parâmetros de defesa antioxidantes foram avaliados. Os dados obtidos sugerem que o resveratrol poderia ser um agente promissor no tratamento de MMVs em camundongos. Contudo, investigações adicionais são necessárias para entender os exatos mecanismos envolvidos nos efeitos neuroprotetores do resveratrol.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Regular practice of physical activity promotes beneficial effects to the body. However, excessive duration and intensity of exercise may surpass individual tolerance to exercise, generating oxidative stress (OS). Studies have shown these effects in various organs, such as the heart and muscles, but little is known about their action and mechanisms in the brain. Various neurological and neurodegenerative diseases are associated with OS and neurotoxicity. Considering these aspects, the first objective of this study was to determine the influence of chronic moderate exercise in an OS model induced by reserpine in rats. The animals were submitted to daily sessions of swimming, with a gradual increase in the length of training. After eight weeks, the animals received two injections of reserpine or control solutions (1 mg/kg-sc), alternately. A behavioral evaluation was performed, after which the rats were euthanized and the striatum was dissected for enzymatic and biochemical assays. Reserpine increased the vacuous chewing movements frequency (VCM) and facial twitching (FT), as well as catalase activity, but decreased reduced glutathione levels (GSH). Exercise partially prevented FT, and partially recovered GSH levels, but did not modify the effects on catalase and VCM. There was a positive correlation between catalase activity and orofacial dyskinesia (OD) and a negative correlation between GSH and OD. The second objective of this study was to evaluate the effects of an intense physical activity in the same model of OS. Rats were submitted to eleven weeks of swimming (1 h/day), where each rat s load was increased according to its body weight until reaching 7% of its weight. Behavioral evaluations were performed before euthanasia and the striatum was then dissected for assays. The effectiveness of the training was confirmed through reduced levels of serum lactate and cardiac hypertrophy, observed in exercised animals. Intense exercise reduced the locomotor index and exploratory activity of the animals, demonstrating the development of emotional stress. In the presence of reserpine, exercise increased lipid peroxidation (TBARS) and caused an increase in catalase activity, which were positively correlated with each other. Based on the results, it was concluded that chronic physical activity of moderate intensity improved the antioxidant defenses in movement disorders associated with cerebral OS. On the other hand, excessive exercise caused negative emotional disorders and, in the presence of another aggressor agent, modified brain antioxidant capacity, which possibly could aggravate cases of neurological and/or neurodegenerative diseases associated with oxidative processes. / A atividade física praticada de maneira regular promove adaptações benéficas ao organismo, enquanto a inadequação do tempo e intensidade pode exceder a tolerância individual ao exercício gerando estresse oxidativo (EO). Estudos mostram esses efeitos em diversos órgãos como, por exemplo, coração e músculos, mas pouco se conhece sobre sua ação e mecanismos em nível cerebral. Diversas doenças neurológicas e neurodegenerativas estão associadas ao EO e neurotoxicidade. Considerando esses aspectos, o primeiro objetivo desse estudo foi determinar a influência do exercício crônico moderado em modelo de EO induzido por reserpina em ratos. Os animais foram submetidos a sessões diárias de natação com aumento gradual no tempo de treinamento e, após oito semanas, receberam duas doses de solução de reserpina ou controle (1 mg/kg-sc) em dias alternados. Fez-se avaliação comportamental, eutanásia dos animais e retirada da região estriatal do cérebro para determinação enzimática e bioquímica. A reserpina aumentou a freqüência dos movimentos de mascar vazio (MMV) e o tempo de tremor facial (TF); aumentou a atividade da catalase e diminui os níveis de glutationa reduzida (GSH). O exercício preveniu parcialmente o TF e houve recuperação parcial nos níveis de GSH, mas não modificou os efeitos sobre a catalase e MMV. Foi observada uma correlação positiva entre a atividade da catalase e o desenvolvimento de discinesia orofacial (DO), e uma correlação negativa entre GSH e DO. O segundo objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos de uma atividade física intensa sobre este mesmo modelo de EO. Os animais foram submetidos a onze semanas de natação (1 h/dia) com aumento gradual na carga de treinamento até que essa atingisse 7% de seu peso corporal. Realizaram-se as avaliações de comportamento, eutanásia e retirada do estriado para análises. A efetividade do treinamento foi confirmada através dos níveis diminuídos de lactato sérico e do desenvolvimento de hipertrofia cardíaca, observados nos animais exercitados. O exercício intenso reduziu a atividade locomotora e exploratória dos animais, demonstrando desenvolvimento de estresse emocional. Na presença de reserpina, o exercício elevou a peroxidação lipídica (TBARS) e provocou aumento na atividade da catalase, cujos parâmetros apresentaram correlação positiva. Com estes estudos se concluiu que a atividade física crônica de intensidade moderada foi capaz de melhorar as defesas antioxidantes nos distúrbios motores associados ao EO cerebral. Por outro lado, o exercício excessivo provocou alterações emocionais negativas e, quando na presença de um agressor adicional, modificou a capacidade antioxidante do cérebro, o que poderia agravar casos de doenças neurológicas e/ou neurodegenerativas associadas a processos oxidativos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Chronic treatment of psychotic disorders is associated with adverse effects that affect motor function. Movement disorders include Parkinsonism, akathisia, dystonia and tardive dyskinesia. Magnesium (Mg) is an essential mineral for various physiological functions in the body and its supplementation is used in several diseases. The purpose of this study was investigate the effect of Mg supplementation on the prevention and reversal of orofacial dyskinesia (OD), designated as experiment 1 and 2, respectively, as well as the effect on oxidative stress parameters. In both experiments, male Wistar adult rats were used. In experiment 1, rats were randomly divided into two groups both supplemented with oral solution of magnesium aspartate (40 mg/Kg/mL) or deionized water. After 28 days of supplementation, half of each experimental group was treated with a reserpine solution (0.7 mg/kg/ml, sc) (Mg + R and R groups) or vehicle (C and Mg groups) for 3 days (every other day). One day (24 hours) after the last administration of R/vehicle, all animals were subjected to OD and catalepsy time behavioral assessments. In the experiment 2 rats were randomly divided into two groups and treated with a solution of reserpine (0.7 mg / kg / ml, sc) (R groups) or vehicle (Group C) for 3 days (every other day). Twenty-four hours after the last administration of R/vehicle, the development of OD was quantified. One-half of each experimental group was supplemented immediately once a day (by gavage) with magnesium aspartate (40 mg / kg / ml) (Mg, and groups R + Mg) or deionized water (groups C and R). The OD was measured during subsequent days (every 48 hours). Mg supplementation was maintained throughout the time of behavioral assessment (10 consecutive days). After behavioral evaluations, all animals were euthanized by exsanguination. Blood was drawn for analysis of erythrocytes lipid peroxidation (LP). The brains were immediately dissected for separating cortex, striatum and substantia nigra for determining reactive species (RS) and protein carbonyl (PC). The results showed that Mg supplementation before reserpine administration was sufficient to prevent movement disorder observed in the vacuous chewing movement frequency (VCM) and catalepsy time and also was able to prevent the generation of RS and PC, in both the cortex and the substantia nigra regions, also preventing LP in the erythrocytes. Supplementation of Mg after treatment with reserpine was able to minimize the frequency of VCM and catalepsy time, reduce the generation of RS and PC levels in both cortex and the corpus striatum regions and also reversing the increasing the level of LP in the erythrocytes. Our results underscore the importance of including alternative therapies through supplementation of essential natural substances, like magnesium, which can prevent or ameliorate motor disturbances, often related to chronic treatment of psychotic disorders that so far have no effective treatment. / O tratamento crônico de distúrbios psicóticos está associado a efeitos adversos que afetam a função motora. Os distúrbios do movimento incluem o Parkinsonismo, acatisia, distonias e também discinesia tardia. O magnésio (Mg) é um mineral essencial para diversas funções fisiológicas no organismo e sua suplementação tem sido empregada em diversas doenças. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da suplementação de Mg sobre a prevenção e a reversão da discinesia orofacial (DO), designados como experimento 1 e 2, respectivamente, bem como o efeito sobre parâmetros de estresse oxidativo. Em ambos os experimentos foram utilizados ratos machos Wistar adultos. No experimento 1, os ratos foram divididos aleatoriamente em dois grupos, ambos suplementados oralmente com solução de aspartato de magnésio (40 mg/Kg/mL) ou água deionizada. Depois de 28 dias de suplementação, metade de cada grupo experimental foi tratada com uma solução de reserpina (0,7 mg/kg/mL; sc) (R e Mg + R grupos) ou veículo (C e Mg grupos) durante 3 dias (em dias alternados). Um dia (24 horas) após a última administração de R / veículo, todos os animais foram submetidos a avaliações comportamentais de DO, através da quantificação de movimentos de mascar no vazio (MMV), e tempo de catalepsia. No experimento 2 os ratos foram divididos aleatoriamente em dois grupos e tratados com solução de reserpina (0,7 mg/kg/mL; sc) (grupos R) ou veículo (grupo C) durante 3 dias (em dias alternados). Vinte e quatro horas após a última administração de R / veículo, o desenvolvimento de DO foi quantificada. Metade de cada grupo experimental foi suplementado imediatamente, uma vez por dia (por gavagem) com aspartato de magnésio (40 mg/kg/mL) (grupos Mg e R + Mg) ou água desionizada (grupos C e R). A DO foi quantificada durante os dias subsequentes (cada 48h). A suplementação de Mg foi mantida durante todo o tempo de avaliação comportamental (10 dias consecutivos). Após as avaliações comportamentais todos os animais foram eutanasiados por exsangüinação. O sangue foi retirado para análise dos níveis de lipoperoxidação (LP) eritrocitária. Os cérebros foram imediatamente dissecados para a separação da região do córtex, corpo estriado e substantia nigra para a determinação de espécies reativas (ER) e de proteína carbonil (PC). Os resultados mostraram que a suplementação de Mg antes da administração da reserpina foi suficiente para prevenir os distúrbios do movimento, observados pela frequência de MMV e tempo de catalepsia; bem como foi capaz de evitar a geração de ER e PC, tanto na região do córtex como na substantia nigra, também impedindo a LP nos eritrócitos. A suplementação de Mg após o tratamento com reserpina foi capaz de minimizar a frequência de MMV e o tempo de catalepsia, reduzir a geração de ER e os níveis de PC nas regiões do córtex e do corpo estriado, revertendo também o aumento do nível de LP nos eritrócitos. Nossos resultados ressaltam a importância da inclusão de terapias alternativas através da suplementação de substancias naturais essenciais, como o magnésio, as quais podem prevenir ou atenuar distúrbios motores, frequentemente relacionados ao tratamento crônico de distúrbios psicóticos que até o momento não dispõe de um tratamento eficaz.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fluphenazine-induced orofacial dyskinesia (OD) is a putative animal model of tardive dyskinesia (TD) whose pathophysiology has been related to an increase in dopamine hypersensitivity and oxidative stress. Data from literature have shown that patients with TD present a decrease in dopamine transporter (DAT) expression. In a previously study, we have demonstrated that experimental animals presenting high intensity of vacuous chewing movements (VCM) induced by chronic treatment with haloperidol also presented a reduced dopamine uptake into striatum. Considering that one way to regulate DAT is through redox modulation, the first objective of the present study to determine if the chronic treatment with fluphenazine could induce an increase in oxidative stress index in brain regions (striatum and substantia nigra) and an alteration in levels of dopamine uptake in the striatum of rats treated acute and chronically with fluphenazine (Article 1). The fluphenazine treatment produced VCMs in the majority of the treated rats (87% after 24 weeks). Concomitant treatment with diphenyl diselenide decreased the prevalence of VCMs to 50%. Additionally, we separated the rats that developed (+VCM) or did not develop (-VCM) VCMs. We did not find any statistical differences among the groups when oxidative stress parameters were evaluated. Chronic fluphenazine treatment significantly decreased dopamine uptake. Concomitant treatment with diphenyl diselenide was not able to prevent this decrease in those rats that developed VCMs. Another objective of this work was to evaluate the role of dopamine (DA) and other monoamines and their metabolites on acute and chronic of OD induced by fluphenazine in rats (manuscript in preparation 1). The vacuous chewing movements (VCMs) or the levels of monoamines and its metabolites were quantified after 3 (acute) or 24 (chronic) weeks after beginning of treatment. The fluphenazine treatment produced VCMs in part of treated rats (50% after 3 weeks and about 85% after 24 weeks). There were not significant differences between the groups in monoamines levels neither in their metabolites in the striatum under acute fluphenazine treatment in +VCMs rats. However, we observed a trend to increase the levels of the DA metabolites, HVA (p=0.05) and DOPAC (p=0.06), after chronic treatment with fluphenazine. Our data suggest that an increase in DA metabolism could contribute to the maintenance of VCMs in rats. Moreover, development of VCMs seems not to be dependent of DA metabolism. Moreover, the use of diphenyl disselenide seems to be a promissory pharmacological therapy in the reduction of OD prevalence. / A discinesia orofacial (DO) induzida por flufenazina consiste num modelo de discinesia tardia (DT) cuja patofisiologia tem sido relacionada à hipersensibilidade dopaminérgica e ao estresse oxidativo. Dados da literatura demonstraram que pacientes com DT apresentam reduzida expressão do transportador de dopamina (TDA). Em um estudo prévio, nós demonstramos que animais experimentais que apresentam alta intensidade de movimentos de mascar no vazio (MMV) induzidos por tratamento crônico com haloperidol também apresentaram uma redução na captação de dopamina (DA) no estriado. Tendo em vista que uma das maneiras de reduzir a atividade dos TDA é via modulação redox, um primeiro objetivo deste estudo foi determinar se o tratamento crônico com flufenazina poderia induzir um aumento nos índices de estresse oxidativo em regiões cerebrais (estriado e substantia nigra) e quais os efeitos deste tratamento nos níveis de captação de DA no estriado de ratos tratados aguda e cronicamente com flufenazina (Artigo 1). O tratamento com flufenazina produziu MMV na maioria dos ratos tratados (87% após 24 semanas). O tratamento concomitante com disseleneto de difenila diminuiu a prevalência dos MMV para 50%. Além disso, separamos os animais que desenvolveram (+MMV) ou não desenvolveram (-MMV) MMV. Não encontramos nenhuma diferença estatística entre os grupos quando comparados parâmetros de estresse oxidativo. O tratamento crônico, mas não agudo, com flufenazina diminuiu significativamente a captação de DA nos animais que apresentaram MMV. O tratamento concomitante com disseleneto de difenila não foi capaz de prevenir esta redução naqueles ratos que desenvolveram MMV. Um outro objetivo deste trabalho foi avaliar a participação da DA, de outras monoaminas e de seus metabólitos no modelo agudo e crônico de DO induzida por flufenazina em ratos (manuscrito em preparação 1). O tratamento com flufenazina produziu MMV na maioria dos animais tratados (50% após 3 semanas e cerca de 85% após 24 semanas. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos controle e tratado com flufenazina agudamente com relação aos níveis de monoaminas e seus metabólitos no estriado de ratos apresentando MMV+. Observamos uma tendência a um aumento nos níveis dos metabólitos da DA, HVA (p=0.05) e DOPAC (p=0.06), após tratamento crônico com flufenazina. Em conjunto, estes resultados indicam que a redução no transporte de DA pode ser um possível mecanismo relacionado à manutenção da DO crônica em ratos. O metabolismo da DA parece ter participação na manutenção da DO, mas não no desenvolvimento. Além disso, o uso do disseleneto de difenila parece ser terapia farmacológica promissora para a redução da prevalência da DO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Schizophrenia is a psychiatric disorder that affects 1% of world population and its pharmacologic treatment consists in the use of antipsychotics. It is known that chronic treatment with classical antipsychotics, such as haloperidol, can cause motors disturbers, among which stands out the tardive dyskinesia (TD). The TD pathophysiology has been associated with oxidative stress increase in areas of the brain related to the movements control. So, studies have proposed the use of natural compounds with antioxidants properties to decrease the production of reactive species on TD or on animals models of orofacial dyskinesia (OD). Bauhinia forficata (B. forficata), a plant used on folk medicine such as hypoglycemic, and presents antioxidant properties, could be used to reduce the oxidative stress present on OD. Thus, the first aim of this study was evaluate the effect of B. forficata on in vitro lipid peroxidation induced by pro-oxidants and also, the possible protector effect on OD, through of the quantifications of vacuous chewing movements (VCM), and on locomotor and exploratory activities decrease induced by haloperidol in rats (manuscript 1). B. forficata prevented the lipid peroxidation by pro-oxidant agents nitroprusside sodium, Fe2+/EDTA and Fe2+. Furthermore, adult male rats received haloperidol (38 mg/kg) each 28 days for 16 weeks and B. forficata decoction (2.5 g/L) on the place of drinking water or water to drink everyday for 16 weeks. The haloperidol treatment increased the VCM and reduced the locomotor and exploratory activities relative to control group on open field test. B. forficata co-treatment was not able to prevent the motor alterations induced by haloperidol, as well as only partially prevented VCM in rats. On the other hand, B. forficata caused an increase on locomotor activity. These results showed that B. forficata has antioxidant potential, but this effect is associated partially to protection against VCM induced by haloperidol in rats (manuscript 1). Some studies have showed that chronic treatment with classic antipsychotics can cause metabolic side effects. B. forficata which is known on folk medicine by glycemia decrease, could prevent the metabolic side effects caused by use of antipsychotics. So, the other propound of this study was to investigate the weight gain, glycemic levels and other metabolic parameters in rats chronically treated with haloperidol and the possible effect of B. forficata on these metabolic side effects (manuscript 2). After 16 weeks of treatment, the animals treated with haloperidol showed high glycemic prevalence and high glucose levels. B. forficata co-treatment elevated glucose and triglycerides levels. No difference was observed on cholesterol, urea, creatinine, alanine aminotransferase (AST), aspartate aminotransferase (ALT) and lactate dehydrogenase (LDH). Haloperidol treatment caused weight gain and promoted a significant decrease on brain/body weight rate. In conclusion, B. forficata co-treatment and haloperidol can increase the number of hyperglycemic animals. Thus, is necessary to emphasize the importance of more toxicology studies on chronic treatment with B. forficata to avoid health implications of population. / A esquizofrenia é uma desordem psiquiátrica que atinge cerca de 1% da população mundial e seu tratamento farmacológico consiste na utilização de antipsicóticos. Sabe-se que o tratamento crônico com antipsicóticos clássicos, como o haloperidol, pode causar distúrbios motores, dentre os quais se destaca a discinesia tardia (DT). A fisiopatologia da DT tem sido associada ao aumento do estresse oxidativo em áreas do cérebro relacionadas ao controle dos movimentos. Desta forma, estudos têm proposto o uso de compostos naturais com propriedades antioxidantes para diminuir a produção de espécies reativas na DT ou em modelos animais de discinesia orofacial (DO). A Bauhinia forficata (B. forficata), uma planta utilizada na medicina popular como hipoglicemiante, e que apresenta propriedades antioxidantes, poderia ser utilizada para reduzir o estresse oxidativo presente na DO. Logo, o primeiro objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da B. forficata na peroxidação lipídica in vitro induzida por diferentes pró-oxidantes, e também o possível efeito protetor da B. forficata na DO, através da quantificação dos movimentos de mascar no vazio (MMV), e na diminuição da atividade locomotora e exploratória induzidos por haloperidol em ratos (manuscrito 1). A B. forficata preveniu a formação de peroxidação lipídica induzida pelos agentes pró-oxidantes nitroprussiato de sódio, Fe2+/EDTA e Fe2+. Além disso, ratos adultos machos receberam haloperidol (38 mg/kg) a cada 28 dias por 16 semanas, e o decocto de B. forficata (2,5 g/L) no lugar da água de beber ou água para beber todos os dias por 16 semanas. O tratamento com o haloperidol aumentou o número de MMV, e reduziu as atividades locomotora e exploratória dos animais em relação ao grupo controle no teste do campo aberto. O co-tratamento com B. forficata não foi capaz de prevenir as alterações motoras induzidas por haloperidol, bem como preveniu apenas parcialmente os MMV em ratos. Por outro lado, a B. forficata sozinha causou um aumento na atividade locomotora. Os resultados desse estudo mostraram que a B. forficata tem potencial antioxidante, mas esse efeito está associado apenas parcialmente à proteção contra os MMV induzidos pelo haloperidol em ratos (manuscrito 1). Alguns estudos têm mostrado que o tratamento crônico com antipsicóticos clássicos pode causar efeitos colaterais metabólicos. A B. forficata, conhecida na medicina popular por diminuir a glicemia, poderia prevenir os efeitos colaterais metabólicos causados pelo uso de antipsicóticos. Assim, outra proposta deste estudo foi investigar o ganho de peso, os níveis glicêmicos e outros parâmetros metabólicos em ratos tratados cronicamente com haloperidol e o possível efeito da B. forficata nesses efeitos colaterais metabólicos (manuscrito 2). Após 16 semanas de tratamento, os animais tratados com haloperidol apresentaram alta prevalência glicêmica e altos níveis séricos de glicose. O co-tratamento com B. forficata elevou os níveis de glicose e de triglicerídeos. Nenhuma diferença foi observada nos níveis de colesterol, uréia, creatinina, alanina aminotransferase, aspartato aminotransferase (AST) e lactato desidrogenase (LDH). O tratamento com haloperidol causou aumento no ganho de peso corporal e promoveu significante diminuição na taxa peso do cérebro/corpo. Em conclusão, o co-tratamento com B. forficata e haloperidol pode aumentar o número de animais hiperglicêmicos. Assim, é necessário enfatizar a importância de mais estudos toxicológicos sobre o tratamento crônico com B. forficata para evitar implicações na saúde da população.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lead is a common occupational and environmental hazard, and it is known that can be toxic to several species of animals, and experimental studies support the theory of oxidative damage in lead toxicity. Literature data have shown that high- sucrose diet can increase oxidative stress. Oxidative stress is related with several pathologies, such as enzyme inhibitions to behavioral disorders. Organoselenium compounds, Ebselen and diphenyl diselenide have described antioxidant properties, such as thiol- peroxidase activity. In a sub-chronic protocol of intoxication (ARTICLE 1), was determined whether these selenocompounds were effective to restore the leadtoxicity in mice. Lead acetate injection with subsequent injection of Ebselen only reduce the hepatic levels of non- protein thiol groups (NPSH). The treatment with Ebselen also reduced TBARS levels in kidney. Whereas lead inhibited δ-ALA-D activity in all tissues, Ebselen performed a recovery brain enzyme inhibition. It was also observed that metal or selenocompounds did not change glutamate uptake, whereas lead plus Ebselen showed an increase on this parameter. The results of this study indicate that δ-ALA-D inhibition antecedes the overproduction of reactive oxygen species in a short- term protocol of mice intoxication. In other study (MANUSCRIPT 2), where treated female rats for 12 months with lead acetate and/or sucrose- diet, to evaluate whether simultaneous exposure to these agents could enhance the appearance of orofacial dyskinesia, or could disturb the locomotor behavior. The aged rats demonstrated an increased orofacial dyskinesia, whereas sucrose ingestion was not associated with this parameter. The association between lead and sucrose caused a reduction on orofacial dyskinesia, and can be related to an adaptation after long-term exposure to pro-oxidant agents. In MANUSCRIP 3, a study carried out for 24 months of sucrose diet and lead exposure, where observed that the effects were tissue- specific. Another result obtained in this study was an increased spleen ALA-D activity, it is a vi contraditory result, because this enzyme is a classical marker of lead toxicity. These results may indicate that ALA-D is an indicator of acute or sub-chronic lead exposure and that some adaptations to lead and/or sucrose toxicity occur after long-term exposure to these substances. / O chumbo apresenta um risco ocupacional e ambiental, e sabe-se que pode ser tóxico para diversas espécies de animais. Diversos estudos experimentais confirmam a teoria de dano oxidativo na toxicidade promovida pelo chumbo. Dados da literatura tem mostrado que dietas ricas em sacarose podem incrementar o estresse oxidativo. Estresse oxidativo está relacionado com diversas patologias, desde inibições enzimáticas até distúrbios comportamentais. Compostos orgânicos de selênio, ebselen e disseleneto de difenila tem uma descrita atividade antioxidante, semelhante à atividade tiolperoxidase. Em um protocolo de intoxicação sub- crônica (ARTIGO 1), determinou-se se estes compostos seriam efetivos para reverter a toxicidade promovida pelo chumbo em camundongos. Injeções de acetato de chumbo, com subseqüentes injeções de ebselen reduziram apenas os níveis hepáticos de grupos tiólicos não protéicos (NPSH). O tratamento com ebselen também reduziu os níveis de TBARS no rim. Enquanto o chumbo inibiu a atividade da δ-ALA-D em todos os tecidos, o ebselen reverteu a inibição enzimática no cérebro. Também foi observado que o metal ou os organocompostos de selênio não modificaram a captação de glutamato, enquanto o ebselen promoveu um aumento neste parâmetro. Os resultados deste estudo indicam que a inibição da atividade da δ-ALA-D antecede a produção de espécies reativas de oxigênio em um protocolo sub- crônico de intoxicação em camundongos. Em outro estudo (MANUSCRITO 2), ratas foram tratadas por 12 meses com acetato de chumbo e/ou dieta rica em sacarose, para avaliar se a exposição simultânea a estes agentes poderia produzir o aparecimento de discinesia orofacia, ou modificar o comportamento locomotor. Os ratos demonstraram um incremento na discinesia orofacial, enquanto a ingestão de sacarose não esteve associada à este parâmetro. A associação entre chumbo e iv sacarose causou uma diminuição na discinesia orofacial, o que pode estar relcionado a uma adaptação após uma prolongada exposição a agentes próoxidantes. No MANUSCRITO 3, foi conduzido um estudo por 24 meses com uma dieta rica em sacarose e exposição ao chumbo, onde foram observados uma especificidade dos efeitos nos tecidos. Outro resultado obtido neste estudo foi um aumento na atividade da δ-ALA-D de baço, o que é um resultado contraditório, uma vez que esta enzima é um clássico marcador de toxicidade por chumbo. Estes resultados podem indicar que a enzima δ-ALAD é um indicador de toxicidade aguda ou sub- crônica, e que pode ocorrer alguma adaptação à toxicidade promovida pela sacarose e/ou pelo chumbo após exposição prolongada a estas substâncias.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Animal models as reserpine are helpful to understand the pathophysiology of several diseases with involuntary movements, as Parkinson s disease (PD), and to search efficient treatments. The present study tested the effects of reserpine on behavioral alterations induced by reserpine in rats and worms, with emphasis in oxidative and dopaminergic parameters, and the effect of the antioxidant gallic acid (GA) in reserpine-exposed rats. As result, reserpine (1mg/Kg, sc, for 3 consecutive days) increased the frequency of vacuous chewing movements (VCMs) in rats in relation to controls, and maintained this increase for at least 3 days after reserpine withdrawal. Treatment with GA (4.5 , 13.5 or 40.5 mg/kg/day, po) for 3 days reverted reserpine-induced increase in VCMs, showing protective effect. Neither reserpine nor GA changed oxidative parameters (TBARS and DCFH-DA oxidation), antioxidant levels (proteic and non-proteic thiol) and the activity of Na+,K+-ATPase (total and α-subunit) in striatum and cortex. Afterward, studies were performed with Caenorhanditis elegans due its several advantages in studies of neurodegeneration and of drugs mechanism of action. L1-larval stage C. elegans were exposed to reserpine (30 ou 60 μM) for different times. Reserpine decreased the survival, development, food intake, locomotor rate on food and dopamine (DA) levels in worms and it had effect on egg laying and defecation cycles. Morphological evaluations of dopaminergic cephalic (CEP) neurons in BY200 worms (with GFP coupled to dat-1 gene) reveled neurodegeneration by: 1) decreased fluorescence intensity, 2) decreased the number of intact neurons, and 3) increased the number of shrunken somas per worm. These effects were unrelated to reserpine s effect on dat-1 gene expression. Interestingly, the reserpine effects on locomotor rate, dopaminergic CEP neurons morphology and dat-1 gene expression were reverted after reserpine withdrawal. Furthermore, reserpine decreased the survival of vesicular monoamine transporter (VMAT) and dat-1 loss-of-function mutant worms, but no of tyrosine hydroxylase (TH, cat-2) and dopaminergic receptors (dop-1, dop-2, dop-3 e dop-4) loss-of-function mutants in relation to wild-type N2 worms. Reserpine also decreased the survival of worms pre-exposed to DA; and it activated SKN-1 detoxification pathway. Moreover, no differences were found in DAT and TH immunoreactivity in striatum of rats treated with reserpine and/or GA. The GA protective effects against reserpine-induced VCMs in rats are probably not related to its antioxidant and antiapoptotic properties or monoamine oxidase (MAO) inhibition. As conclusion, the reserpine decreases DA levels though action on VMAT, and it induces neurotoxicity/neurodegeneration due probably an increase on extracellular DA contents resulted from changes on DAT function. More studies evaluating the reserpine effect on DAT and the GA mechanism of protection are necessary. / Modelos animais como o da reserpina auxiliam no entendimento da fisiopatologia de diversas doenças que se manifestam por movimentos involuntários, como a doença de Parkinson (DP), e na busca por formas de tratamento. O presente trabalho avaliou mecanismos envolvidos na indução de alterações comportamentais induzidas por reserpina em ratos e vermes com ênfase em parâmetros oxidativos e dopaminérgicos, e a ação do antioxidante ácido gálico (AG) em ratos tratados com reserpina. Como resultado, a reserpina (1mg/Kg, sc, por 3 dias consecutivos) aumentou a frequência de movimentos de mascar no vazio (MMVs) em ratos em relação ao controle, e manteve esse aumento por pelo menos 3 dias após o término das administrações da reserpina. O tratamento com AG (4,5 ou 13,5 ou 40,5 mg/kg/day, vo) por 3 dias reverteu esse aumento dos MMVs, mostrando efeito protetor. Nem reserpina nem o AG alteraram os parâmetros avaliados de dano oxidativo (TBARS e oxidação da DCFH-DA), de antioxidantes (tiol protéico e não protéico) e a atividade da Na+,K+-ATPase (total e α-subunidade) no estriado e córtex cerebral. Estudos posteriores foram realizados em Caenorhanditis elegans devido as diversas vantagens oferecidas por esse modelo animal em estudos de neurodegeneração e de investigação do mecanismo de ação de drogas. C. elegans em estágio larval L1 foram expostos a reserpina (30 ou 60 μM) por diferentes tempos. A reserpina reduziu a sobrevivência, o desenvolvimento, a ingestão de alimento, a atividade locomotora na comida e as concentrações de dopamina (DA) nos vermes, e afetou a postura de ovos e tempo entre defecações. Análise da morfologia dos neurônios dopaminérgicos cefálicos (CEP) de vermes BY200 (com GFP acoplado ao gene dat-1) indicam neurodegeneração por: 1) redução da intensidade da fluorescência, 2) redução do número de neurônios intactos e 3) aumento do número de somas atrofiados por verme em relação ao controle. Esses efeitos não estão relacionados a efeitos da reserpina na expressão do gene dat-1. Interessantemente, os efeitos da reserpina na atividade locomotora, na morfologia dos neurônios CEP e na expressão do gene dat-1 foram revertidos após a retirada dos vermes da exposição a reserpina. Em adição, a reserpina reduziu a sobrevivência de vermes deficientes do transportador vesicular de monoaminas (TVMs, cat-1) e do transportador de DA (DAT, dat-1), mas não alterou a sobrevivência de deficientes da tirosina hidroxilase (TH, cat-2) e dos receptores dopaminérgicos (dop-1, dop-2, dop-3 e dop-4) em relação aos vermes selvagens N2. A reserpina também reduziu a sobrevivência de vermes N2 pré-expostos a DA, e ativou a via de detoxificação SKN-1 dos vermes. Alterações na imunoreatividade ao DAT e a TH no estriado de ratos tratados com reserpina e/ou AG não foram encontradas. O efeito protetor do AG nos MMVs induzidos por reserpina em ratos parece não envolver sua atividade antioxidante, antiapoptótica ou na monoaminoxidase (MAO). Como conclusão, a reserpina age no TVMs causando depleção de DA, e causa neurotoxicidade/neurodegeneração dopaminérgica devido provavelmente a um acúmulo de DA no espaço sináptico resultande de uma interferência no funcionamento do DAT. Mais estudos avaliando a ação da reserpina no DAT e o mecanismo de proteção do AG são necessários.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Haloperidol-induced orofacial dyskinesia (OD) is a putative animal model of tardive dyskinesia (TD) whose pathophysiology has been related to an increase in dopamine turnover, reduction in gabaergic neurotransmission and oxidative stress. Schizophrenic patients have been reported to eat a diet higher in fat than the general population and dietary fat intake can lead to an increase in oxidative stress in animal models. Thus, the first objective of this study was to determine if the association of high fat diet ingestion with prolonged haloperidol treatment could alter the OD and lead to oxidative stress in the rat brain (article 1). Haloperidol decanoate administration (38 mg/kg, which is equivalent 1mg/kg/day) monthly for a period of 6 months to rats fed previously with a HF diet caused an increase in OD. Furthermore, haloperidol caused an increase in the levels of lipid peroxidation in striatum and substantia nigra only in rats fed with the HF diet. Another objective of this work was to evaluate the effects of V. officinalis (1% administered in the drink water) in the animal model of OD induced by long-term treatment with haloperidol (article 2). V. officinalis has been widely used to treat insomnia since it posses GABAmimetic and antioxidant properties. Concomitant treatment with V. officinalis did not modify the intensity or prevalence of OD. We did not find any statistical differences among the groups when oxidative stress parameters were evaluated. On the other hand, haloperidol treatment significantly decreased [3H]-dopamine uptake in slices from striatum of rats, an effect unaltered by V. officinalis. The treatment with V. officinalis reduced the locomotor activity in the open field and increased the time spent on open arm in the plus maze test, confirming the anxiolitic effect of V. fficinalis. Taken together, these results indicate that a high fat diet caused a transitory increase in haloperidol-induced OD in rats and this, at least in part, can be related to the haloperidol-induced oxidative stress in brain structures. Our data also suggest that the reduction in dopamine transport can be a possible mechanism related to the maintenance of chronic OD in rats feeding NF diet. Finally, V. officinalis seems not to be efficacious in the reduction of OD in rats. / A discinesia orofacial (DO) induzida por haloperidol consiste num modelo de discinesia tardia (DT) cuja patofisiologia tem sido relacionada a um aumento na renovação de dopamina, à redução na neurotransmissão gabaérgica e ao estresse oxidativo. Existem relatos de que pacientes esquizofrênicos ingerem uma maior quantidade de gordura na dieta do que a população em geral e o aumento da ingestão de gordura pode levar a um aumento do estresse oxidativo em modelos animais. Assim, um primeiro objetivo deste estudo foi determinar se a associação de ingestão de dieta rica em gordura concomitante ao tratamento prolongado com haloperidol poderia alterar a DO e levar ao estresse oxidativo em cérebro de ratos (artigo 1). A administração de decanoato de haloperidol (38 mg/kg, equivalente a 1mg/kg/dia) mensalmente, por um período de 6 meses, a ratos previamente alimentados com dietas normolipídica (NL) e hiperlipídica (HL) causou um aumento na DO. Além disso, o haloperidol causou um aumento nos níveis de peroxidação lipídica em estriado e substantia nigra somente em ratos ingerindo dieta HL. Um outro objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da V. officinalis (administrada na água de beber na proporção de 1mL de tintura de raíz para 100mL de água) no modelo animal de DO induzido por tratamento prolongado com haloperidol (artigo 2). A V. officinalis tem sido largamente utilizada para o tratamento de insônia possuindo propriedades GABA-miméticas e antioxidantes. O tratamento concomitante com V. officinalis não modificou a intensidade ou a prevalência da DO. Além disto, não encontramos nenhuma diferença estatística entre os grupos quando os parâmetros de estresse oxidativo foram avaliados. Por outro lado, o tratamento com haloperidol reduziu significativamente a captação de [3H]-dopamina em fatias de estriado de ratos, um efeito inalterado pela V. officinalis. O tratamento com V. officinalis reduziu a atividade locomotora no campo aberto e aumentou o tempo de permanência no braço aberto do labirinto em cruz elevado, o que confirma o efeito ansiolítico da V. officinalis. Em conjunto, estes resultados indicam que a dieta rica em gordura causou um aumento transitório da DO induzida por haloperidol em ratos o que pode, em parte, ser relacionado ao estresse oxidativo induzido por haloperidol em estruturas do cérebro envolvidas com a DO. Nossos dados também sugerem que a redução no transporte de dopamina pode ser um possível mecanismo relacionado à manutenção da DO crônica em ratos ingerindo dieta NL. Além disso, a V. officinalis parece não ser eficaz na redução da DO em ratos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Considering the hypothesis that GABA and oxidative stress are involved in the development of oral movements associated with important neuropathologies, the present study investigated the possible ability of V. officinalis in the prevention of vacuous chewing movements (VCMs) induced by reserpine in rats. Adult male rats were treated with reserpine (1 mg/kg, s.c.) and/or with V. officinalis (in the drinking water). VCMs, locomotor activity and oxidative stress measurements were evaluated. The neuroprotective effect of V. officinalis against iron-induced cell toxicity was investigated in brain cortical slices. Furthermore, we carried out the identification of valeric acid and gallic acid by HPLC in the V. officinalis tincture. Our findings demonstrate that reserpine caused a marked increase on VCMs and the co-treatment with V. officinalis was able to reduce the intensity of VCM. Reserpine did not induce oxidative stress in cerebral structures (cortex, hippocampus, striatum and substantia nigra). However, a significant positive correlation between DCF-oxidation (an estimation of oxidative stress) in the cortex and VCMs (p<0.05) was observed. Moreover, a tendency for a negative correlation between Na+K+- ATPase activity in substantia nigra and the number of VCMs was observed (p= 0.06). In vitro, V. officinalis protected brain cortical slices viability against Fe(II)-induced neurotoxicity. In conclusion, V. officinalis had in vitro and in vivo neuroprotective effects in rats, i.e., reduced Fe(II) neurotoxicity and reserpine-induced VCMs, probably via modulation of oxidative stress in specific brain nucleus and its GABA-mimetic action. However, the mechanisms involved in this protective activity needs to further investigated to better understand the action of V. officinalis. / Considerando as hipóteses do papel da neurotransmissão gabaérgica e do estresse oxidativo no desenvolvimento de movimentos orais associados a neuropatologias importantes, o presente estudo investigou a possível habilidade da tintura de V. officinalis na prevenção dos movimentos de mascar no vazio (MMV) induzidos por reserpina em ratos. Os animais foram tratados com reserpina (1 mg/Kg, s.c.) e/ou com V. officinalis (na água de beber). MMV, atividade locomotora e medidas de estresse oxidativo foram avaliadas. O efeito neuroprotetor da V. officinalis contra a toxicidade celular induzida por ferro foi investigada em fatias de córtex cerebral. Além disso, fez-se a identificação do ácido valérico e do ácido gálico por HPLC na tintura de V. officinalis. Os resultados demonstram que a reserpina causou um aumento nos MMV quando comparado com o seu veículo e o co-tratamento com V. officinalis foi capaz de reduzir a intensidade dos MMV. A reserpina não alterou de forma significativa alguns parâmetros de estresse oxidativo analisados nas estruturas do cérebro (córtex, hipocampo, estriado e substantia nigra). Porém, uma correlação positiva entre os níveis de oxidação da DCF (uma estimativa do estresse oxidativo) no cortex e o número de MMV (p<0.05) foi observada. Além disso, foi observada uma tendência a haver uma correlação negativa entre a atividade da Na+/K+- ATPase na substantia nigra e o número de MMV (p= 0.055). In vitro, V. officinalis protegeu as fatias de córtex cerebral contra a neurotoxicidade induzida por ferro. Desta forma, pode-se concluir que a V. officinalis apresentou efeitos neuroprotetores em ratos tanto in vitro quanto in vivo, ou seja, reduziu a neurotoxicidade induzida por ferro e os MMV induzidos por reserpina, provavelmente via modulação do estresse oxidativo em núcleos específicos do cérebro e sua ação gabamimética. Porém, os mecanismos envolvidos nesta atividade protetora necessitam de mais investigações para melhor entender a ação da V. officinalis.