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Um dos principais mecanismos de regulação da síntese protéica é a fosforilacão do fator de iniciação eIF2α. O aumento de fosforilação de eIF2α leva ao bloqueio do início de tradução geral da célula e tradução de genes específicos a exemplo do ATF4 (fator de ativação transcricional 4). Há 4 cinases específicas que fosforilam eIF2α, cada uma ativada sob condições distintas de estresse. A cinase GCN2, por exemplo, está presente em abundância no encéfalo, e faz parte do controle alimentar, memória e aprendizado de mamíferos. A proteína IMPACT, preferencialmente expressa no encéfalo, atua como uma inibidora da ativação de GCN2. Nesse contexto, torna-se relevante uma análise sistemática da distribuição de IMPACT no encéfalo e do possível envolvimento dessa proteína em condições fisiológicas e/ou patológicas. Um conjunto de resultados foi observado: (i) A proteína IMPACT é preferencialmente expressa em núcleos encefálicos associados ao ritmo circadiano, como também núcleos importantes na geração de ritmos, como o theta hipocampal; ii) A elevada intensidade e densidade de IMPACT no hipotálamo e hipocampo pode condizer com o envolvimento de IMPACT em mecanismos que envolvam homeostase corporal (função hipotalâmica) e memória (função hipocampal). (iii) Em tecido adulto, poucos grupos neuronais mostraram divergências na expressão de IMPACT entre roedores e primata; (iv) Há evidências de expressão diferencial (em uma mesma espécie) de IMPACT em grupos neuronais específicos (GABAérgicos); (v) Neurônios IMPACT-positivos são resistentes a vários tipos de estresse (leves, intensos, agudos ou crônicos, a exemplo de baixas temperaturas e indução de status epilepticus no modelo de epilepsia por pilocarpina); (vi) A proteína IMPACT é constitutiva, mostrou-se insensível a perturbações in vivo; (vii) IMPACT é detectada a partir do estágio embrionário E16. De acordo com os dados aqui dispostos sobre a expressão de IMPACT em neurônios e a evidência de sua expressão áreas encefálicas e em diversas condições, nós podemos especular sobre sua possível relevância na neurofisiologia. Assim, juntos esses dados sugerem que neurônios IMPACT-positivos tem função importante no encéfalo de mamíferos e podem estar envolvidos na geração e controle de ritmos encefálicos e na homeostase. / The control of protein synthesis plays a major role in several physiological conditions, homeostatic mechanisms and several phenomenon of neuronal plasticity. One of the most important mechanisms in regulation of protein synthesis is the phosphorylation of the initiation factor 2 (eIF2α). Increase in the eIF2α phosphorylation blocks general translation and enhance translation of specific genes such ATF4 (activating transcription factor 4) for example. In response to specific stress stimuli four specific kinases can phosphorylate eIF2α. The GCN2 kinase, for instance, is abundant in the brain, and is involved in feeding behavior control, learning and memory of mammalians. The IMPACT protein, preferentially expressed in the brain, acts as an inhibitor of the activation of GCN2. Therefore, a systematic analysis of the distribution of IMPACT in the brain and its possible involvement in physiological and/or pathological conditions are relevant. The following results were observed: (i) The IMPACT protein is preferentially expressed in brain nuclei involved in circadian rhythms, as well as in important nuclei involved in rhythm generation, such as the hippocampal theta rhythm; (ii) The high density and intensity of IMPACT labeling in the hypothalamus and hippocampus may reflect its involvement in homeostatic mechanisms (hypothalamic function) and memory (hippocampal function). (iii) In adult tissue, only a few neuronal groups showed divergence in IMPACT expression between rodents and primate; (iv) Within a single species there was differential expression of IMPACT in specific neuronal groups (e.g. GABAergic neurons); (v) IMPACT-positive neurons were resistant to several types of stress (weak, strong, acute or chronic), such as low temperature and status epilepticus induced by pilocarpine in a model of epilepsy; (vi) IMPACT is a constitutive protein, insensitive to perturbations in vivo; (vii) The detection of IMPACT starts at E16 embryonic stage. According to these results on the neurons expressing IMPACT and the evidence of its presence in some brain areas, we speculate on its possible relevance in neurophysiology. Thus, these data taken together suggest that IMPACT-positive neurons have important functions in the mammalian brains and may be involved in generation and control of brain rhythms and physiological homeostasis in general. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Introdução: A formação da memória envolve mudanças na expressão de genes neuronais. Remodelações epigenéticas da cromatina e modificações pós-traducionais reversíveis no DNA ou nas proteínas histonas representam mecanismos centrais na regulação da expressão gênica durante o desenvolvimento do cérebro e a aprendizagem inicial ou recuperação da memória. Desequilíbrios nos níveis de acetilação de histonas estão associados à uma ampla variedade de desordens cerebrais. Histonas deacetilases (HDACs) desempenham um papel fundamental na homeostase da acetilação de histonas e na regulação de atividades celulares fundamentais como a transcrição, tornando-as um foco de estudo. Evidências mostram que a administração de inibidores de histonas deacetilases (HDACis) restauram a memória associada à regulação da expressão gênica e melhora a memória em ratos. Estudos em modelos animais têm mostrado que a formação da memória envolve uma série de alterações bioquímicas em várias áreas do sistema nervoso central, entre as quais se destacam o hipocampo e a amígdala basolateral (BLA). Neste contexto, fármacos experimentais, como a tricostatina A (TSA), que atuam sobre mecanismos epigenéticos, têm sido recentemente propostos como potenciais terapias para o tratamento de disfunção cognitiva e memória associados a doenças neurológicas e psiquiátricas. Objetivo: Neste trabalho objetivamos compreender e elucidar o papel da acetilação de histonas em processos envolvidos na modulação da memória utilizando o fármaco TSA e se baseia na hipótese de que a atividade de HDACs é essencial para a modulação das respostas de aprendizado na tarefa de esquiva inibitória (IA). Métodos: Ratos Wistar foram canulados bilateralmente na amígdala. Os efeitos das micro-infusões intra-amigdalares de TSA foram observados na consolidação e na extinção da memória após o treino na tarefa de esquiva inibitória e nos níveis do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) na BLA e no hipocampo referentes à consolidação da memória. Resultados: Os resultados demonstraram que a infusão intra-amigdalar de TSA 1.5 h, 3 h e 6 h após o treino na tarefa de esquiva inibitória resulta na melhora da memória de longa duração (LTM). TSA acelerou a extinção da memória quando infundido imediatamente pós-teste. Além disso, aumentou os níveis de BDNF no hipocampo. Conclusão: Estes resultados indicam que eventos epigenéticos possuem um papel importante no aprendizado e na memória através da atividade de HDACs. / Introduction: Memory formation involves changes in the expression of neuronal genes. Epigenetic remodeling of chromatin and reversible post-translational modifications in the DNA or in the histone proteins represent central mechanisms in the regulation of gene expression during brain development and early learning or memory retrieval. Imbalances in the levels of histone acetylation are associated with a wide variety of brain disorders. Histone deacetylases (HDACs) play a key role in homeostasis of histone acetylation and regulation of fundamental cellular activities, such as transcription, making them a focus of study. Evidences shows that the administration of histone deacetylases inhibitors (HDACis) restore the memory associated with the regulation of gene expression and improves memory in rats. Studies in animal models have shown that memory formation involves a series of biochemical changes in several areas of the central nervous system, which the hippocampus and basolateral amygdala (BLA) are the most highlighted. In this context, experimental drugs, such as trichostatin A (TSA), that act on epigenetic mechanisms, have recently been proposed as potential therapies for the treatment of memory and cognitive dysfunction associated with psychiatric and neurological disorders. Objective: In this work we aimed to understand and elucidate the role of histone acetylation in processes involved in memory modulation using the drug TSA and is based on the hypothesis that HDACs activity is essential for the modulation of learning answers in the inhibitory avoidance (IA) task. Methods: Wistar rats were cannulated bilaterally in the amygdala. The effects of TSA micro-infusions into the BLA were observed in the consolidation and extinction of memory after training in the inhibitory avoidance task and the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the BLA and hippocampus related to memory consolidation. Results: The results demonstrated that the TSA infusion into BLA 1.5 h , 3 h and 6 h posttraining in the inhibitory avoidance task results in improved long-term memory (LTM). TSA accelerated the extinction of memory when infused immediately post-test. In addition, increased levels of BDNF in the hippocampus. Conclusion: These results indicate that epigenetic events play an important role in learning and memory by HDAC activity.

O consumo de cafeína tornou-se popular em adolescentes devido ao aumento da ingestão de bebidas comercializadas na forma de bebidas energéticas. Alguns estudos consideram que os efeitos benéficos da cafeína são atribuídos a uma reversão dos sintomas de abstinência. Neste estudo, foram investigados os efeitos da administração crônica de cafeína em ratos desde a adolescência (40 dias de idade) até à idade adulta (3 meses de idade) na memória de reconhecimento e BDNF e proteínas relacionadas a sua sinalização nas regiões do córtex e hipocampo. A cafeína (0,3 e 1,0 g/L) foi administrada na água de beber durante o ciclo de ativo dos animais (ciclo escuro) e retirada durante os fins de semana. Este protocolo foi desenvolvido a fim de mimetizar o consumo humano. Para as experiências de privação (abstinência),a administração crônica foi interrompida 24 ou 48 h antes do teste de tarefa de reconhecimento de objetos. Na tarefa de reconhecimento de objetos, foi possível observar os efeitos positivos da cafeína sobre a memória de reconhecimento, pois os animais tiveram um bom desempenho na tarefa. Entretanto, mesmo após a interrupção do tratamento os animais continuaram desempenhando bem a tarefa, dessa forma a abstinência de um tratamento crônico com cafeína não influencia a memória de reconhecimento. A cafeína na sua dose mais alta (1,0 mg / mL) e 24 h após a retirada, causou uma diminuição nos níveis de BDNF no hipocampo e nenhum efeito sobre as proteínas proBDNF e TrkB. Em contrapartida, no córtex a cafeína em ambas as doses diminuui os níveis de BDNF, um efeito que persistiu apenas para a dose mais elevada em ambos os tempos de retirada. O ProBDNF teve seus níveis diminuídos pela cafeína (1,0 mg / mL) após 48 horas da retirada, enquanto a cafeína em ambos os tempos de retirada aumentou receptores TrkB. Como mencionado anteriormente, estes resultados mostraram que a cafeína administrada durante a adolescência até a idade adulta, seguida da sua retirada não afeta a memória de reconhecimento. Estes efeitos poderiam ser atribuídos ao desenvolvimento da tolerância por tratamento crónico. Além disso, o aumento de receptores de TrkB seguido por diminuição de BDNF pode ser contribuído para a ausência de efeitos de abstinência de cafeína na memória de reconhecimento. / The caffeine consumption has become popular among adolescents due to increased intake of beverages marketed as energy drinks. Some studies consider that the beneficial effects of caffeine are attributable to a reversal of withdrawal symptoms. This study investigated the effects cronic administration caffeine in rats since adolescent period (40 days old) until adulthood (3 months old) on recognition memory and BDNF-related proteins and their signalling in the regions of the cortex and hipocampus. Caffeine (0.3 and 1.0 g/L) was administered in drinking water during the light cycle and discontinued at weekends. This protocol was developed to mimic human consumption. For withdrawal experiments, cronic administration of caffeine was interrupted 24 or 48 h before the test session on object recognition task. In the task, we observed the positive effects of caffeine on recognition memory once that animals learned the task. However, even after treatment interuption animals continued performing the task, so the withdrawal of chronic treatment with caffeine has no effect on recognition memory. Caffeine at its highest dose (1.0 mg / mL) after 24 h and after removal, showed a decrease in BDNF levels in the hippocampus and no effect on protein proBDNF and its receptor TrkB. In contrast, in the cortex caffeine decreased BDNF levels at both doses, an effect which persisted for only the highest dose at both time of withdrawal. ProBDNF levels had decreased by caffeine (1.0 mg / mL) after 48 hours of removal, while the caffeine in both periods of increased withdrawal TrkB receptors. As mentioned earlier, these results showed that caffeine administered during adolescence to adulthood, followed by its removal does not affect recognition memory. These effects could be attributed to the development of tolerance for chronic treatment. Furthermore, the increase of TrkB receptors followed by a decrease in BDNF may be contributed to the absence of withdrawal effects of caffeine in recognition memory.

Introdução: A exposição crônica a diferentes tipos de dieta altera o metabolismo hipotalâmico e mesolímbico, podendo causar alterações no comportamento alimentar do indivíduo. O BDNF, fator de crescimento neuronal, pode atuar na modulação do comportamento alimentar tanto em vias hedônicas quanto homeostáticas. O objetivo do estudo foi investigar como o BDNF atua na modulação do comportamento alimentar em vias homeostáticas e hedônicas em ratas fêmeas com diferentes perfis metabólicos. Materiais e métodos: Ratas Wistar fêmeas adultas randomizadas por peso foram divididas em: dieta controle (C) contendo 22% de proteína e 4% de lipídios; dieta hipoproteica (LP) 8% de proteína ou dieta hiperlipídica (HF) 45% de lipídios, ad libitum, por 5 semanas, sendo o consumo medido a cada 72 horas e o peso semanalmente. O trabalho foi dividido em duas partes. Na primeira parte, após as 5 semanas de dieta os animais ficaram em jejum por 4 horas e foram expostos ao alimento doce (Froot Loops®), previamente pesado, por 1 hora, a fim de verificar o consumo de alimento palatável em ratas com diferentes perfis metabólicos. Imediatamente após coletou-se sangue e cérebro, assim como, o peso da gordura abdominal foi mensurado. Na segunda parte do estudo, após as 5 semanas de dieta, os animais ficaram durante 7 dias no BioDAQ®, um sistema computadorizado de análise do comportamento alimentar, para avaliar o consumo da dieta habitual em ratas com diferentes perfis metabólicos. O consumo foi mensurado através de mordidas (diferença de 0,1 g na balança) e refeições (conjunto de porções por um tempo igual ou menor a 15 min, porções são mordidas ininterruptas). No dia 10 foi realizado o teste de preferência alimentar no qual o animal poderia escolher entre a dieta habitual (dieta que eles receberam por 5 semanas) ou a dieta hipersacarídica (HP) (contendo 34% lipídios, 30,2% carboidratos, 14% proteínas, 20% sacarose), com duração de 20 horas. Após 1 semana, foi coletado sangue, cérebro e mensurada a gordura abdominal. Foi realizado western blotting para tirosina hidroxilase (TH) e fosfo- tirosina hidroxilase (pTH) no núcleo accumbens, STAT3 e fosfo-STAT3 (pSTAT3) no hipotálamo. Adicionalmente, foi mensurado BDNF no soro, no núcleo do trato solitário (NTS), área tegmentar ventral (VTA) e glicemia no soro. Resultados: Nas 5 semanas de tratamento, em relação ao ganho de peso dos animais não houve diferenças significativas entre os grupos, não houve interação, apenas apresentaram efeito do tempo (p< 0,001). A gordura abdominal foi maior nas ratas HF (p= 0,002) e LP (p= 0,023) em relação aos controles. Os animais que receberam dieta HF comeram menos gramas de Froot Loops® do que os animais controle (p= 0,003). Durante a habituação ao BioDAQ® não houve diferença significativa no consumo de dieta entre os grupos. Na análise do comportamento alimentar no BioDAQ®, comparando os grupos controle versus hiperlídica (C x HF), animais HF tiveram o tamanho da refeição (g) (p=0,049), número de porções (p= p< 0,001), tamanho da refeição ciclo escuro (p= 0,002), número de porções ciclo escuro (p < 0,001) menor do que os controles e tamanho da porção ciclo escuro (p=0,006) maior do que os controles. Na análise do comportamento alimentar, comparando os grupos controle versus hipoproteica (C x LP) foram encontradas diferenças significativas nos seguintes parâmetros: média do tamanho da porção (g) (p= 0,004), média do tamanho da porção no ciclo claro (g) (p= 0,042), média do tamanho da refeição no ciclo escuro (g) (p= 0,035), média do tamanho da porção no ciclo escuro (g) (p= 0,006). Em todos os parâmetros os animais LP tiveram uma média maior do que os animais controle. No teste de preferência alimentar, os animais HF apresentaram uma média inferior aos animais controle nos seguintes parâmetros: consumo de dieta hipersacarídica (Kcal) (p= 0,034), número de refeições de dieta hipersacarídica (p= 0,016), número de porções de dieta hipersacarídica (p= 0,001). Os animais HF apresentaram médias superiores aos animais C em relação ao tamanho da porção de dieta hipersacarídica (g) (p= 0,023), PMI (intervalo entre refeições) total de dieta hipersacarídica (p= 0,022), saciedade total de dieta hipersacarídica (p= 0,008). Durante o teste de preferência alimentar comparando-se controle versus hipoproteica (C x LP), os animais (LP) apresentaram o consumo de dieta hipersacarídica (kcal) (p= 0,030) e o número de porções de dieta hipersacarídica (p= 0,003) menor que os animais controles. Os animais LP apresentaram saciedade total de dieta hipersacarídica (p= 0,046) maior do que os controles. Não houve diferenças significativas nos níveis de glicemia no soro entre os grupos. Os animais HF apresentaram as médias de pSTAT3 maior do que os controles (p= 0,013) e fosfo-tirosina hidroxilase menor do que os controles (p= 0,05). Os animais LP apresentaram STAT3 menor do que os animais controle (p= 0,035) e tiveram resultados de BDNF próximos da significância (p=0,053), tendo apresentado uma média inferior aos animais controle. Conclusões: A exposição aos diferentes tipos de dieta muda os padrões de alimentação bem como a estrutura corpórea. Tanto animais expostos a dieta HF quanto a LP apresentam alterações compatíveis com um estado de pré-resistência à leptina. O BDNF parece modular as vias homeostáticas e hedônicas do comportamento alimentar, no entanto mais estudos são necessários para entendermos melhor esses mecanismos. / Introduction: The chronic exposure to different types of diet modifies the hypothalamic and mesolimbic metabolism, what can lead to changes in the individual feeding behavior. BDNF, a neuronal growing factor, can act modulating feeding behavior in hedonic as well as in homeostatic pathways. The aim of this study was to investigate how BDNF acts modulating feeding behavior regarding hedonic and homeostatic pathways in female rats with different metabolic profiles. Materials and methods: Female adult Wistar rats randomized by weight were divided in: control diet (C) with 22% of protein and 4% of lipids; low-protein diet (LP) with 8% of protein or high fat diet (HF) with 45% of lipids, ad libitum, for 5 weeks, with the diet consumption verified every 72 hours and the weight verified weekly. The study was divided in two parts. In the first part, after 5 weeks receiving diet, animals were submitted to 4 hours of fasting and then were exposed to sweet food (Froot Loops®), previously weighted, for 1 hour to verify the palatable food consumption in rats with different metabolic profiles. Immediately after, blood and brain were collected and the abdominal fat weight was verified. In the second part of the study, after 5 weeks receiving diet, the animals were submitted to the BioDAQÒ, a computer system of feeding behavior analyses, to evaluate the habitual diet consumption in rats with different metabolic profiles for 7 days. The consumption was measured through bites (0.1g of difference in the scale) and meals (a group of portions for a period of time less or equal than 15min, portions are uninterrupted bites). On day 10 the food preference test was done and the animals could choose between the habitual diet (the one they have received for 5 weeks) and the high sucrose palatable diet (HP) (with 34% of lipids, 30.2% of carbohydrates, 14% of protein, 20% of sucrose) for a period of 20 hours. After one week, blood and brain were collected and abdominal fat was measured. Western blotting was used to verify the content of tyrosine hydroxylase (TH) and phospho-tyrosine hydroxylase (pTH) in the nucleus accumbens, STAT3 and phospho-STAT3 (pSTAT3) in the hypothalamus. Additionally, BDNF was measured in the serum, in the solitary tract nucleus (NTS) and in the ventral tegmental area (VTA) and glycemia was also verified. Results: Considering the 5 weeks of treatment regarding animals weight gain there was no significant difference between groups and no interaction, only an effect of time (p<0.001). Abdominal fat was higher in HF (p=0.002) and LP (p=0.023) rats comparing to controls. Animals that received HF diet ate less grams of Froot Loopsâ than controls (p=0.003). During the habituation to the BioDAQÒ no significant difference was seen in the consumption of the diet between the groups. When analyzing feeding behavior in the BioDAQÒ, comparing control against high fat groups (C x HF), HF animals had a decrease in the size of the meal (g) (p=0.049), number of portion (p<0.001), meal size in the dark phase (p=0.002), number of portions in the dark phase (p<0.001) compared to controls while the size of the portion in the dark phase (p=0.006) was bigger than controls. Analyzing feeding behavior comparing control against low-protein groups (C x LP) a significant difference was observed in the following parameters: average of the size of the portion (g) (p=0.004), average of the size of the portion in the light phase (g) (p=0.042), average of the size of the meal in the dark phase (g) (p=0.035), average of the size of the portion in the dark phase (g) (p=0.006). LP animals showed a higher average than controls in all parameters. In the food preference test, HF animals showed a lower average than controls in the following parameters: consumption of high sucrose palatable diet (Kcal) (p=0.034), number of meals of high sucrose palatable diet (p=0.016), number of portions of high sucrose palatable diet (p=0.001). HF animals showed higher averages than controls regarding the size of the portion of the high sucrose palatable diet (g) (p=0.023), total PMI (post interval meal) of high sucrose palatable diet (p=0.022) and total satiety of high sucrose palatable diet (p=0.008). In the food preference test comparing controls against low-protein groups (C x LP), LP animals showed a lower consumption of high sucrose palatable diet (Kcal) (p=0.030) and a lower number of portions of high sucrose palatable diet (p=0.003) than control animals. LP animals showed total satiety of high sucrose palatable diet (p=0.046) bigger than controls. There was no significant difference in the glycemia levels between groups. HF animals had pSTAT3 averages higher than controls (p=0.013) and phospho-tyrosine hydroxylase lower than controls (p=0.05). LP animals showed STAT3 lower than control animals (p=0.035) and had BDNF results close to the significance (p=0.053), showing a lower average than control animals. Conclusion: The exposure to different types of diets changes the feeding patterns as well as the body structure. Animals exposed to HF diet as well as those exposed to LP diet showed changes related to a leptin pre-resistant state. BDNF seems to modulate homeostatic and hedonic feeding behavior pathways, however more studies are necessary to a better understanding of the mechanisms.

O uso abusivo e a dependência de álcool têm sido definidos e redefinidos por várias organizações. O que se pode observar é que a compulsão por ingerir álcool, com diminuição do controle para limitar a ingesta, são características comuns à maioria das definições de dependência e adição de álcool. Este comportamento é o resultado da associação entre propriedades reforçadoras positivas e negativas obtidas com o uso crônico de uma dada substância. Nesse contexto, as intersecções entre dependência química e dor são frequentes, e dessa co-morbidade surgem novas complexidades, até então inexistentes nas apresentações isoladas de dor e adição. Entre os pacientes com dor crônica, o álcool aparece como a substância mais comumente abusada. Podemos verificar também que diversos fatores modulam tanto a resposta nociceptiva quanto os aspectos relacionados ao alcoolismo, entre esses fatores podemos citar BDNF e IL-10. BDNF é uma neurotrofina envolvida na sobrevivência e na recuperação neuronal, já a IL-10 é uma interleucina que exerce um importante papel na recuperação e reparo de processo inflamatório, sendo, portanto, anti-inflamatória. Para tratar o alcoolismo e prevenir recaídas, faz-se necessário o uso de tratamentos que possam englobar o máximo de sintomas relacionados à abstinência e, nesse contexto, a Passiflora incarnata L. é uma planta que possui atividade terapêutica em potencial visto que apresenta vários usos tradicionais, muitos deles coincidentes. Nossos resultados demonstraram que a retirada de álcool aumenta o limiar nociceptivo e decresce a resposta nociceptiva, levando a analgesia. Este efeito pode estar relacionado ao aumento nos níveis centrais de BDNF e IL-10. O tratamento com extrato de Passiflora incarnata pode reverter a analgesia observada após a retirada de álcool, mas este efeito não tem correlação com níveis de BDNF e IL-10. / The alcohol abuse and addiction have been defined and redefined by various organizations. The compulsion to drink alcohol with a decreased control to limit the intake, are common characteristics observed to most definitions of alcohol dependence and adding. This behavior is the result of the association between positive and negative reinforcing properties obtained with the chronic use of a substance. In this context, the intersections between addiction and pain are frequent, and from this comorbidity new complexities arise that did not exist in isolated presentations of pain and addiction. Among patients with chronic pain, alcohol appears as the most commonly abused substance. We also found that several factors modulate both the nociceptive response and the matters related to alcoholism among these factors we can mention BDNF and IL-10. BDNF is a neurotrophin involved in neuronal survival and recovery, while IL- 10 is an interleukin that plays an important role in the recovery and repair of an inflammatory process, thus being anti-inflammatory. To treat alcoholism and prevent relapses, it is necessary to use treatments that may encompass as much related to withdrawal symptoms as possible and, in this context, Passiflora incarnata L. is a plant that has potential therapeutic activity since it present several traditional uses, many of them coincident. Our results showed that the removal of the alcohol increases nociceptive threshold and decreases the nociceptive response, leading to analgesia. This effect may be related with increased central levels of BDNF and IL-10. Treatment with Passiflora incarnata extract can reverse the analgesia observed after alcohol withdrawal, however this effect does not correlate with levels of BDNF and IL-10.

Base teórica: Pacientes com alguns distúrbios psiquiátricos, como transtorno bipolar e depressão maior apresentam alteração de biomarcadores ligados à inflamação, estresse oxidativo e neurotrofinas. A relação entre estas susbstâncias tornou possível a criação de um Índice de Toxicidade Sistêmica (ITS) aplicável a algumas desordens psiquiátricas. Transtornos do humor são comuns em pacientes com fibromialgia (FM), despertando o interesse no estudo destes biomarcadores e do ITS nesta síndrome. Objetivos: Determinar os níveis de citocinas (IL-6, IL-10, IL-8 e TNF-α), de Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF) e de marcadores de estresse oxidativo (carbonil e TBARS - Thiobarbituric Acid Reactive Substances) em pacientes femininas com FM, relacionando com dados clínicos, níveis de depressão/qualidade de vida e comparando a mulheres saudáveis. Métodos: Foram avaliados os níveis de IL-6, IL-10, IL-8, TNF-α, BDNF, carbonil e TBARS em um estudo transversal incluindo 69 pacientes femininas com FM e 61 mulheres saudáveis. Os níveis de interleucinas foram medidos por citometria de fluxo, as concentrações de BDNF foram avaliadas pelo método de ELISA, e os marcadores de estresse oxidativo foram estudados por espectrofotometria (TBARS) e determinação de grupos carbonil. Além disso, o grupo com FM foi avaliado pelo Questionário de Impacto da Fibromialgia – Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQ) e pelas escalas de depressão de Hamilton e de Beck. Resultados: Os grupos tinham a mesma faixa etária (44,5 ± 6,4 anos no grupo FM e 44,0 ± 6,7 no grupo saudável; p = 0,613). As pacientes com FM tinham, caracteristicamente, longa duração de doença (8,5 ± 6,5 anos), importante impacto na qualidade de vida (FIQ 70,2 ± 17,8) e a maior parte apresentou depressão em algum grau (82,6% pelo BDI e 87,0% pelo HDRS). Os níveis séricos de IL-10 foram significativamente maiores no grupo com FM (p = 0,006), enquanto as demais citocinas, BDNF e marcadores de estresse oxidativo não diferiram entre os grupos. Não houve correlação significativa entre os diversos biomarcadores, tornando impossível o cálculo do ITS para pacientes com FM. Conclusão: Este estudo foi o primeiro a testar um índice conjunto de biomarcadores, já avaliados isoladamente em estudos prévios, em pacientes com FM. No entanto, a ausência de correlação estatística entre os níveis séricos destas substâncias não permitiu o cálculo do ITS e sua aplicação em FM, tal como em distúrbios do humor. No entanto, observamos níveis significativamente maiores de IL-10 em pacientes fibromiálgicas, resultado que merece avaliação específica em pesquisas futuras. / Background: Patients with certain psychiatric diseases, such as bipolar disorder and major depression present alteration of biomarkers related to inflammation, oxidative stress and neurotrophins. The relationship between these substances made possible the creation of a Systemic Toxicity Index (STI) applicable to some psychiatric disorders. Mood disorders are common in patients with fibromyalgia (FM), arousing the interest in the study of these biomarkers and STI in this syndrome. Objectives: Determine the levels of cytokines (IL-6, IL-10, IL-8 and TNF-α), Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF) and markers of oxidative stress (carbonyl and TBARS - Thiobarbituric Acid Reactive Substances) in female patients with FM, correlating with clinical data, levels of depression/quality of life and comparing to healthy women. Methods: We evaluated the levels of IL-6, IL-10, IL-8, TNF-α, BDNF, TBARS and carbonyl in a cross-sectional study including 69 female FM patients and 61 healthy women. Interleukins levels were measured by flow cytometry, BDNF concentrations were tested by ELISA method, and oxidative stress markers were studied spectrophotometrically (TBARS) and by the determination of carbonyl groups. In addition, the FM patients were evaluated by the Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQ) and Hamilton and Beck`s depression scales. Results: The groups had the same age range (44.5 ± 6.4 years in the FM group and 44.0 ± 6.7 in the healthy group; p = 0.613). The FM patients have characteristically long disease duration (8.5 ± 6.5 years), relevant impact on quality of life (FIQ 70.2 ± 17.8) and most presented depression in some level (82.6% by BDI and 87.0% by HDRS). Serum levels of IL-10 were significantly higher in the FM women (p = 0.006), while the other cytokines, BDNF and oxidative stress biomarkers did not differ between the groups. There was no significant correlation between the various biomarkers, making it impossible to calculate STI for patients with FM. Conclusion: This study was the first to test an index of a biomarkers set, already evaluated in isolation in previous studies, in patients with FM. However, the absence of statistical correlation between serum levels of these substances did not allow the calculation of STI and its application in FM, such as in mood disorders. However, we observed significantly higher levels of IL-10 in FM patients, a result that deserves in-depth evaluation in future surveys.

Existem crescentes evidências sobre a contribuição da liberação de noradrenalina (NA) central na consolidação das memórias. Teoricamente, o Núcleo do Trato Solitário (NTS) recebe informações e diversos estímulos periféricos, que são então projetados ao Núcleo Paragigantocelular (PGi). Este, por sua vez, utiliza neurotransmissores, predominantemente excitatórios, para influenciar a ativação do Locus Coeruleus (LC). Então, o LC envia projeções noradrenérgicas ao hipocampo e à amígdala, influenciando os processos mnemônicos. Aqui nós demonstramos que a inibição pelo muscimol do NTS, PGi ou LC até 3 horas após o treino na tarefa de reconhecimento de objetos (RO) impede a consolidação da memória medida 24 h após o treino. Adicionalmente, a infusão de timolol, um antagonista de receptores β-adrenérgicos, na região CA1 do hipocampo também impede a consolidação deste tipo de memória. A infusão de NA na região CA1 do hipocampo não altera a retenção da memória, mas, reverte o prejuízo causado pela inibição do NTS, PGi ou LC. A infusão de NMDA no LC após a inibição do NTS ou PGi também reverte essa amnésia. Concomitantemente, verificamos que a inibição NTS, PGi ou LC bloqueia o aumento da expressão do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF, do inglês brain-derived neurotrophic factor) que ocorre 120 min após o treino na tarefa de reconhecimento de objetos na região CA1 do hipocampo. Também a infusão de NA na região CA1 do hipocampo após a inibição do NTS, PGi ou LC ou de NMDA no LC após a inibição do NTS ou PGi promovem novamente o aumento do BDNF120 min após o treino no RO. Com isso conclui-se que a ativação da via NTS-PGi-LC-Hipocampo é necessária para que ocorra consolidação da memória de RO, na qual desempenha um papel o BDNF hipocampal. / There is evidence of the contribution of brain noradrenaline release (NA) to memory consolidation. The Nucleus of the Solitary Tract (NTS) receives information originated by peripheral stimuli and projects to the Paragigantocellularis Nucleus (PGi), which influences the Locus Coeruleus (LC) through excitatory neurotransmitters. The LC sends noradrenergic projections to the hippocampus and amygdala, influencing the memory processes. Here we show that inhibition by muscimol of NTS, PGi or LC up to 3 h after object recognition training impairs the consolidation of the memory measured 24 h later. Additionally, the infusion of timolol in the CA1 region of hippocampus also inhibits consolidation of this type of memory. The infusion of NA into the CA1 region of hippocampus does not alter memory consolidation of this task, but reverts the deleterious effect of NTS, PGi or LC inhibition. The infusion of NMDA in LC after inhibition of NTS or PGi also reverts the amnesia. Concomitantly, the inhibition of NTS, PGi or LC blocks the increase of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) expression in CA1 that occurs 120 min after training in the object recognition task. Further, the infusion of NA in CA1 after inhibition of NTS, PGi or LC; or of NMDA in LC after inhibition of NTS or PGi promotes the BDNF increase seen 120 min after object recognition training. Thus, it is concluded that the activation of NTSPGi- LC-Hippocampus pathway is necessary for consolidation of the object recognition memory, and hippocampal BDNF is involved in this process.

Diferentes modelos experimentais podem ser empregados no estudo da injúria às fibras nervosas periféricas, sendo este um modelo de dor neuropática. Inúmeros estudos vêm relatando a participação de espécies reativas de oxigênio (EROs) no processamento da informação nociceptiva e na perpetuação de anormalidades decorrentes da secção nervosa periférica (Kim et al, 2004; Gao et al, 2007). A informação nociceptiva percorre desde centros de processamento espinais até as regiões mais superiores do neuroeixo, incluindo o córtex cerebral. Neste sentido, alguns pesquisadores observaram que a axotomia periférica promove alterações em regiões supraespinais (Pankova, 2009; Taschibana et al, 2008). Porém são escassos ou mesmo inexistentes os trabalhos que avaliam o envolvimento das espécies reativas e das defesas antioxidantes neste modelo experimental, nas regiões encefálicas e, especialmente, em distintas espécies animais, o que proporcionaria uma abordagem comparativa. Assim, este trabalho avaliou parâmetros de estresse oxidativo e defesas antioxidantes em regiões encefálicas de duas espécies distintas de vertebrados, rãs e ratos, em condições basais e após a secção do nervo isquiático. Para tanto se empregaram ratos Wistar e rãs Rana catesbeiana, machos, adultos, os quais foram separados nos seguintes grupos experimentais: controle (animais sem qualquer manipulação cirúrgica) e desnervados (animais com secção do nervo isquiático). As diferentes espécies foram mortas por decapitação aos três e sete dias após os procedimentos cirúrgicos. Nos ratos ainda separou-se um grupo sham (animais onde o nervo foi exposto, porém não seccionado), sendo estes mortos nos mesmos intervalos de tempo. As estruturas nervosas centrais escolhidas para estudo foram o neocórtex e tronco encefálico, nos ratos, e prosencéfalo e tronco encefálico nas rãs. Para avaliação dos parâmetros oxidativos realizaram-se as medidas das atividades antioxidantes das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa transferase (GST), além da quantificação do teor de ácido ascórbico e grau de lipoperoxidação nas regiões encefálicas das diferentes espécies. No encéfalo de ratos e rãs em estado basal, a SOD e o ácido ascórbico apresentaram valores semelhantes entre as espécies, com concentração de ácido ascórbico ligeiramente maior em tronco encefálico de rãs. As atividades da GST e CAT foram peculiares entre as espécies de animais, sendo o valor da atividade da CAT aproximadamente o dobro daquele observado em rato nas duas regiões encefálicas, e o da GST maior apenas no prosencéfalo de rãs. Aos três dias após a secção do nervo isquiático, observou-se aumento significativo da lipoperoxidação nas duas regiões encefálicas de ratos, porém nas rãs este acréscimo foi observado aos 3 e 7 dias no prosencéfalo e apenas aos 3 dias no tronco encefálico. Nos ratos a atividade da CAT aumentou apenas no córtex, não mostrando qualquer modificação significativa nos tecidos de rãs. A enzima SOD mostrou aumento em sua atividade nas duas regiões encefálicas de ratos nos períodos experimentais em estudo, mas teve esta atividade reduzida nas regiões encefálicas de rãs aos 3 dias após a axotomia periférica. Os ratos do grupo sham também mostraram aumentos em seus valores de lipoperoxidação nas regiões estudadas, mas apenas aos 3 dias após a lesão. Os valores de ácido ascórbico não variaram significativamente nas regiões do encéfalo de ratos, mas tiveram aumento significativo nas regiões de rãs aos 7 dias. Diferentemente dos ratos, as regiões encefálicas de rãs diminuíram a atividade da GST aos 3 dias após a secção nervosa periférica. Estes resultados mostram que a secção nervosa periférica, bem como as diferentes intensidades de estimulação nociceptiva (grupos sham e desnervado), é capaz de alterar o estado redox das células em estruturas encefálicas de distintas espécies de vertebrados. Além disso, a injúria nervosa periférica parece ativar diferentes mecanismos de defesa antioxidante no encéfalo de rãs e ratos.

Objetivo: Em nossos estudos objetivamos investigar os níveis séricos de BDNF e também da PCR em pacientes bipolares durante a mania, a depressão e a eutimia, comparando com controles normais. Método: Somente pacientes com THB tipo I, diagnóstico confirmado através da SCID I, tiveram seus sintomas maníacos e depressivos analisados através das escalas Young (YMRS) e Hamilton (HDRS). Os pacientes foram considerados eutímicos com score menor que 7 em ambas as escalas. O grupo controle foi composto por voluntários correspondentes em idade e gênero com os pacientes bipolares. Resultados: Nível sérico do BDNF estavam diminuídos em maníacos (p=0,019) e depressivos (p=0,027), quando comparados com eutímicos e controles. O nível sérico do BDNF foi negativamente correlacionado com a gravidade dos sintomas maníacos (r= -0,37,p=0,005) e depressivos (r= -0,30, p=0,033). Já o nível sérico da PCR estava aumentado em pacientes no episódio maníaco, quando comparados com pacientes deprimidos, eutímicos e com controles normais (p=0,001). Conclusão: Nos pacientes com THB tem sido demonstrado evidências de disfunção mitocondrial, aumento dos marcadores do estresse oxidativo, ativação de mecanismos inflamatórios, danos ao DNA e apoptose. Atualmente sabemos que o sistema imune, através das citocinas, e o sistema nervoso, através dos fatores neurotróficos, modulam o crescimento e a diferenciação celular. Nossos achados sugerem o envolvimento do BDNF na fisiopatologia do THB e do sistema inflamatório na fase maníaca do THB. / Objective: In our studies we investigated the serum levels of BDNF and PCR in bipolar patients during mania, depression and euthimic episodes, comparing to normal controls. Method: Only bipolar patients type I with confirmed diagnostic through SCID I instrument had their manic and depressive symptoms analyzed through the Young (YMRS) and Hamilton (HDRS) scales. The patients were considered euthimic when they scored less than 7 in both scales. The control group was formed by volunteers with corresponding age and gender to the bipolar patients. Results: Serum levels of BDNF were diminished in manic (p=0,019) and depressive (p=0,027) patients, when compared to euthimics and controls. Serum levels of BDNF were negatively correlated with the severity of the manic (r=-0,37, p=0,005) and depressive (r=- 0,30, p=0,033) symptoms. The serum levels of PCR were increased in patients in manic episode, when compared to depressed, euthimic and normal controls (p=0,001). Conclusion: Evidences of mitochondrial dysfunction, increase of oxidative stress, activation of inflammatory mechanisms, DNA damage and apoptosis have been demonstrated in patientes with Bipolar Disorder. Nowadays we know that the immune system, through the cytokines, and the nervous system, through the neurotrophic factors, modulate the cellular growth and differentiation. Our findings suggest the involvement of BDNF in the pathofisiology of bipolar disorder and of the inflammatory system in the manic phase of bipolar disorder.

Harmina é uma β-carbolina que atua sobre o SNC, inibindo a enzima monoaminooxidase tipo A-MAO. Esse alcalóide liga-se com relativa afinidade a receptores cerebrais de serotonina como a 5-hidroxitriptamina, subtipos 5-HT2C e 5-HT2A e receptores imidazólicos (I2). O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos comportamentais e fisiológicos da administração aguda e crônica de harmina (5, 10 e 15 mg/kg) e imipramina (10, 20 e 30 mg/kg), utilizando o teste do nado forçado (TNF) e o protocolo de estresse crônico moderado (ECM) em modelo animal. Os resultados mostraram que os ratos tratados aguda e cronicamente com harmina e imipramina diminuíram o tempo de imobilidade no TNF, aumentaram o tempo de climbigns e de nado quando comparados com o grupo controle, sem, no entanto, afetar a atividade locomotora avaliada pelo teste de exploração ao campo aberto. Os níveis do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) no hipocampo dos ratos também foram aumentados pelos tratamentos agudo e crônico com harmina. Os animais submetidos ao protocolo de ECM apresentaram comportamento anedônico, aumento do peso médio da glândula adrenal e aumento nos níveis de ACTH e BDNF. O tratamento crônico com harmina durante 7 dias consecutivos, reverteu a anedonia e a hipertrofia da glândula adrenal, além de normalizar os níveis de ACTH e BDNF. O conjunto desses resultados auxiliam a compreensão do mecanismo de ação neuroprotetor da harmina e sugerem que este alcalóide possa representar um novo alvo farmacológico para o tratamento da depressão. / Harmine is a β-carboline that acts on the CNS, by inhibiting the enzyme monoamine oxidase type A-MAO. This alkaloid binds with affinity to receptors on serotonin as 5- hydroxytryptamine, 5-HT2C subtypes and 5-HT2A receptors and imidazole (I2). The objective of this study was to investigate the physiological and behavioral effects of acute and chronic administration of harmine (5, 10 and 15 mg / kg) and imipramine (10, 20 and 30 mg / kg) using the forced swimming test (TNF) and the protocol of chronic mild stress (ECM) in an animal model. The results showed that rats treated acutely and chronically with harmine and imipramine reduced the immobility time in the TNF, and increased both climbigns and swimming time of rats compared to saline group, without affecting locomotor activity in the open field test. Both acute and chronic administration of harmine increased factor brain-derived neurotrophic (BDNF) protein levels in the rat hippocampus. Our findings demonstrated that chronic stressful situations induced anhedonia, hypertrophy of adrenal gland weight, increase ACTH circulating levels in rats and increase BDNF protein levels. Interestingly, treatment with harmine for 7 consecutive days, reversed anhedonia, the increase of adrenal gland weight, normalized ACTH circulating levels and BDNF protein levels. Finally, these findings further support the hypothesis that harmine could be a new pharmacological tool for the treatment of depression.