Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: A barreira hematoencefálica é o principal obstáculo para que drogas possam chegar até o cérebro e realizar o tratamento de neuropataologias. Além disso, as doenças ligadas ao Sistema Nervoso Central (SNC) são a segunda categoria de doenças potencialmente fatais, ficando atrás apenas de problemas ligados ao sistema cardiovascular. Devido à baixa eficácia que os tratamentos comuns apresentam, o uso de nanomateriais para o tratamento e diagnóstico deste tipo de patologia tem ganhado grande interesse da área acadêmica. Este estudo buscou elucidar parâmetros relacionados à nanopartículas magnéticas (NPMs) no cérebro, assim como os efeitos do manitol – fármaco conhecido por sua ação diurética e grande uso no tratamento de anormalidades na pressão intracraniana - em parâmetros como o tempo de meia-vida das NPMs (T1/2), acúmulo em diferentes órgãos, intensidade máxima de sinal, entre outros. Foram utilizados três grupos de animais que receberam NPMs, sendo que em dois deles a administração das NPMs ocorreu 15 minutos e 30 minutos após a administração do manitol. Os resultados apresentaram diferentes intensidades máximas para cada grupo, assim como um diferente acúmulo de NPMs no baço e no sangue para animais que receberam manitol, indicando alterações causadas por este fármaco em sistemas biológicos. O sistema BAC se mostrou eficaz na detecção de NPMs no cérebro, assim como na posterior análise da biodistribuição destas em organimos vivos. Além disso, os resultados de biodistribuição... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The blood-brain barrier is the main obstacle for drugs to reach the brain and treat neuropathologies. In addition, diseases linked to the Central Nervous System (CNS) are the second category of potentially fatal diseases, behind only problems related to the cardiovascular system. Due to the low effectiveness that common treatments present, the use of nanomaterials for the treatment and diagnosis of this type of pathology has gained great interest in the academic area. This study sought to elucidate parameters related to magnetic nanoparticles (NPMs) in the brain, as well as the effects of mannitol - drug known for its diuretic action and great use in the treatment of abnormalities in intracranial pressure - in parameters such as the half-life time of NPMs (T1 / 2), accumulation in different organs, maximum signal intensity, among others. Three groups of animals that received NPMs were used, and in two of them the administration of the NPMs occurred 15 minutes and 30 minutes after the administration of mannitol. The results presented different maximum intensities for each group, as well as a different accumulation of NPMs in the spleen and blood for animals that received mannitol, indicating changes caused by this drug in biological systems. The BAC system proved to be effective in the detection of NPMs in the brain, as well as in the subsequent analysis of the biodistribution of these into living organism. In addition, the results of biodistribution and time of circulation fo... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O Transtorno do Humor Bipolar (THB) é um transtorno psiquiátrico grave e altamente incapacitante, sendo sua progressão associada a grandes prejuízos cognitivos aparentemente irreversíveis. Evidências sugerem que o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) tem um importante papel na neuroprogressão do THB, visto que seus níveis séricos encontram-se diminuídos em pacientes com múltiplos episódios em comparação com aqueles que tiveram apenas um episódio maníaco. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a memória e os níveis de BDNF em um modelo animal de mania induzido por D-anfetamina (AMPH), em estágios precoce e tardio do THB. Para isso, ratos Wistar machos adultos foram divididos em grupos precoce (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 7 dias) e tardio (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 35 dias). Nos grupos tardios, as injeções ocorreram 5 vezes por 7 dias seguidos intercalados por 7 dias sem injeção. Uma semana após a última injeção, os ratos foram submetidos aos testes de habituação ao campo aberto ou esquiva inibitória passiva e, após, procedeu-se com a eutanásia e isolamento do hipocampo, córtex pré-frontal e região da amígdala. Os níveis de mRNA de BDNF foram dosados por PCR quantitativo em tempo real e os seus níveis protéicos foram dosados por ELISA sanduíche. A AMPH prejudicou a memória de habituação tanto no tratamento precoce quanto no tardio, sendo mais prejudicial no tratamento tardio (p<0,05). Este prejuízo foi acompanhado de uma redução nos níveis protéicos de BDNF no hipocampo e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no córtex pré-frontal. Na esquiva inibitória, todos os grupos (salina e AMPH, precoce e tardio) aprenderam o estímulo aversivo, porém a AMPH diminuiu significativamente o tempo de descida da plataforma dos ratos em comparação à salina. Não houve diferenças entre os grupos precoce e tardio, embora os ratos do grupo AMPH tardio apresentaram uma redução nos níveis protéicos de BDNF no córtex pré-frontal e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no hipocampo em comparação com o grupo AMPH precoce. Esses resultados sugerem que os prejuízos cognitivos observados com a progressão do THB podem estar associados a alterações nos níveis de BDNF no hipocampo e córtex pré-frontal. / Bipolar disorder (BD) is a severe and highly disabling psychiatric disorder whose progression has been associated with apparently irreversible cognitive impairments. Evidences suggest that brain-derived neurotrophic fator (BDNF) plays an importante role in BD neuroprogression, as its serum levels are reduced in patients who had multiple mood episodes in comparison to those with only episode. The objective of the present study was to evaluate memory and BDNF levels in an amphetamine (AMPH)-induced animal model of mania, in early and late stages of BD. In order to do that, adult male Wistar rats were divided into early groups (saline or AMPH 2mg/kg ip for 7 days) and late groups (saline or AMPH 2 mg/kg for 35 days). In the late groups, animals were injected for 7 days straight followed by 7 days without any injection, being this protocol repeated 5 times. One week after the last injection, rats were submitted to the open-field habituation test or passive inhibitory avoidance test. Right after that, the rats were killed and the hippocampus, prefrontal cortex, and amygdala region were isolated. BDNF mRNA levels were measured by quantitative Real Time PCR, and protein levels were measured by sandwich ELISA. AMPH impaired habituation memory both in early and late treatments, but memory was worse in the late group. This impairment was accompanied by a reduction of BDNF protein levels in hippocampus and an increase of BDNF mRNA levels in prefrontal cortex of late AMPH-treated rats. In the inhibitory avoidance, on the other hand, all groups (saline and AMPH, early and late) showed significant differences in latency to step-down between training and test trials, which show that even AMPH-treated rats have managed to learn the aversive stimulus. However, AMPH has significantly decreased the latency to step-down in the test when comparing to Sal-treated rats, which suggests an AMPH-induced impairment in this memory task. No difference in behavior was observed between late and early treatments for this test, although late AMPH-treated rats presented a reduction of BDNF protein levels in prefrontal cortex and an increase of BDNF mRNA levels in hippocampus in comparison to early AMPH-treated rats. These results suggest that the cognitive impairment in BD may be associated with alterations in BDNF levels in hippocampus and prefrontal cortex.

O avestruz (Struthio camelus) é uma ave da família Struthionidae, originária da África. Embora a irrigação da base do encéfalo de outras aves já tenha sido fonte de estudo por alguns pesquisadores, desconhece-se o padrão, as variações, as distribuições e o comportamento das artérias que promovem a irrigação sangüínea na base do encéfalo em avestruz. Neste trabalho, foram utilizados 30 espécimes, nos quais o sistema arterial foi preenchido com látex corado em vermelho através das artérias (Aa.) carótida comum direita e esquerda. Sistematizou-se as artérias da face ventral do encéfalo, à direita e à esquerda, com suas respectivas percentagens de ocorrência. A a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, foi predominante na direita (43,3%), esquerda (36,7%) e equivalentes (20%). A anastomose intercarótica apresentou calibre médio (46,7%), grosso (43,3%) e fino (10%), tendo inclinação de fluxo para esquerda (53,3%) e direita (46,7%). A a. oftálmica interna direita apresentou, à direita, calibre médio (43,3%), fino (33,3%) e grosso (23,3%); à esquerda, calibre médio (60%), fino (26,7%) e grosso (13,3%). O ramo caudal da a. carótida do cérebro foi, á direita, desenvolvido (53,3%) e vestigial (46,7%); à esquerda, desenvolvido (66,7%) e vestigial (33,3%). A a. tectal mesencefálica ventral foi ramo colateral do ramo caudal da a. carótida do cérebro à direita (53,3%) e à esquerda (66,7%), ramo direto da a. carótida do cérebro à direita (43,3%) e à esquerda (30%) e, ramo direto da a. basilar (3,3%) em ambos os antímeros. A a. basilar foi um vaso ímpar (80%), duplo em quase toda sua extensão calibrosa (13,3%) e, apresentou uma formação "em ilha" em seu segmento de grosso calibre (6,7%). A a. cerebelar ventral caudal foi única (96,7%) e dupla (3,3%) à direita e, única (93,3%) e dupla (6,7%) à esquerda. A a. espinhal dorsal foi ramo colateral da a. cerebelar ventral caudal à direita (96,7%) e à esquerda (93,3%), sendo também ramo da porção fina da a. basilar à direita (3,3%) e à esquerda (6,7%). A a. espinhal ventral, sempre ramo da a. basilar, foi dupla (90%) e única (10%). O ramo rostral da a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, apresentou, à direita, um trajeto padrão (86,7%) e um deslocamento rostral (13,3%) e, à esquerda, trajeto padrão (83,3%) e um deslocamento rostral (16,7%). A a. cerebral caudal, à direita, foi dupla (90%) e única (10%); à esquerda, foi dupla (53,3%) e única (46,7%). A a. cerebral média, em ambos os antímeros, foi um vaso único (100%) e de grosso calibre, sendo o segundo ramo colateral do ramo rostral da a. carótida do cérebro. A a. cerebroetmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, em ambos os antímeros. A a. cerebral rostral foi única (90%) e dupla (10%) à direita e única (96,7%) e dupla (3,3%) à esquerda. A a. etmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, sendo a continuação natural da a. cerebroetmoidal, após a emissão da a. cerebral rostral. O círculo arterial cerebral apresentou-se rostralmente aberto (100%) e, caudalmente, aberto (80%) e fechado (20%). / The ostrich (Struthio camelus) is a bird from the Struthionidae family, originated from Africa. Although the irrigation of the base of the brain of other birds has already been the source of study by some researchers, the pattern, variations, distribution and the behavior of the arteries that promote the blood irrigation in the base of ostrich's brain are not known. In this work, 30 specimens, in which the arterial system was filled with red colored latex in the common carotid arteries left and right. We systematized the arteries of the ventral face of the brain, to the right and to the left, with their respective occurrence percentage. The carotid artery (a.) of the brain, a thick caliber vase, was predominant in the right (43.3%), left (36.7%) and equivalents (20%). The intercarotid anastomosis presented a medium caliber (46.7%), thick (43.3%) and thin (10%), with flux inclination to the left (53.3%) and right (46.7%). The inner right ophthalmic a. presented, to the right, medium caliber (43.3%), thin (33.3%) and thick (23.3%); to the left, medium caliber (60%), thin (26.7%) and thick (13.3%). The caudal branch of the carotid a. of the brain was, to the right, developed (53.3%) and vestigial (33.3%). The midbrain ventral tectal a. was the collateral branch of the caudal branch of the carotid a. of the brain to the right (53.3%) and to the left (66.7%), right branch of the carotid a. of the brain to the right (43.3%) and to the left (30%) and, right branch of the basilar a. (3.3%) in both antimeres. The basilar a. was an unpaired vase (80%), double in almost the entire caliber extension (13.3%) and, presented the "island" formation in its segment of thick caliber (6.7%). The caudal ventral cerebellar a. was single (96.7%) and double (3.3% to the right and, single (93.3%) and double (6.7%) to the left. The dorsal spinal a. was a collateral branch of the caudal ventral cerebellar a. to the right (96.7%) and to the left (93.3%), which was also a branch of the thin portion of the basilar a. to the right (3.3%) and to the left (6.7%). The ventral spinal a., always a branch of the basilar a., was double (90%) and single (10%). The rostral branch of the carotid a. of the brain, a vase of thick caliber, presented, to the right, a standard path (86.7%) and a rostral displacement (13.3%) and, to the left, a standard path (83.3%) and a rostral displacement (16.7%). The caudal brain a., to the right, was double (90%) and single (10%); to the left, it was double (53.3%) and single (46.7%). The medium cerebral a., in both antimeres, was a single vase (100%) and of thick caliber, being that the second collateral branch of the rostal branch of the brain carotid a. The brain ethmoidal a. foi single (100%), of medium to thick caliber, in both antimeres. The rostral brain a. was single (90%) and double (10%) to the right and single (96.7%) and double (3.3%) to the left. The ethmoidal a. was single (100%), of medium to thick caliber, being the natural continuity of the brain ethmoidal, after the emission of the rostral brain a.. The brain artery circle was rostrally open (100%) and, caudally, open (80%) and closed (20%).

Objetivos: o Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF) desempenha um papel central na neurogênese e plasticidade sináptica. O Transtorno Bipolar (TB) é um dos mais graves transtornos psiquiátricos e está associado a maus resultados. Alguns estudos sugerem que o BDNF está diminuído durante os episódios de humor, e normal durante a eutimia, mas esses resultados ainda são controversos. O objetivo deste estudo foi realizar uma metanálise de todos os estudos que mediram os níveis periféricos de BDNF em adultos com TB. Métodos: foi realizada uma revisão sistemática utilizando banco de dados eletrônicos. Os critérios de inclusão foram estudos com dosagem de BDNF em plasma ou soro in vivo em pacientes adultos com TB. O tamanho de efeito (ES) das diferenças de BDNF entre pacientes com TB em diferentes estados de humor e controles foi calculado. Resultados: treze estudos com 1.113 participantes foram incluídos. O BDNF se encontra diminuído tanto na mania quanto na depressão quando comparados aos controles (ES -0,81, IC 95% -1,11 a -0,52, p<0,0001 e ES -0,97, IC 95% -1,79 a -0,51, p=0,02, respectivamente). Os níveis de BDNF não foram diferentes na eutimia quando comparados com os controles (ES -0,20, IC 95% -0,61 a 0,21, p=0,33). A análise de metarregressão na eutimia mostrou que a idade (p<0,0001) e a duração da doença (p=0,04) influenciaram a variação no ES. Houve também um aumento nos níveis de BDNF após o tratamento da mania aguda (ES -0,63, IC 95% -1,11 a -0,15, p=0,01). Conclusões: os níveis de BDNF estão consistentemente reduzidos durante os episódios maníacos e depressivos, e normalizam após o tratamento de mania aguda. Na eutimia, o BDNF diminui com a idade e o tempo de doença. Estes dados sugerem que o BDNF periférico possui potencial para se tornar um biomarcador de episódios de humor e de progressão de doença no TB. / Objectives: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays a central role in synaptic plasticity and neurogenesis. Bipolar disorder (BD) is among the most disabling of all psychiatric disorders and is associated with poor outcomes. Some studies suggest that BDNF is decreased during mood states, and normal during euthymia, but others do not. The aim of this study was to perform a meta-analysis of all studies that measured peripheral BDNF levels in adults with BD. Methods: We conducted a systematic review using electronic database. Inclusion criteria were studies that measured BDNF in plasma or serum in vivo in adult patients with BD. Effect Sizes (ES) of the differences in BDNF between patients with BD in different mood states and controls were calculated. Results: Thirteen studies with 1113 participants were included. The BDNF was decreased both in mania and depression when compared to controls (ES -0.81, 95% CI -1.11 to -0.52, p<0.0001 and ES -0.97, 95% CI -1.79 to -0.51, p=0.02, respectively). The BDNF levels were not different in euthymia when compared with controls (ES -0.20, 95% CI -0.61 to 0.21, p=0.33). Meta-regression analyses in euthymia showed that age (p<0.0001) and length of illness (p=0.04) influenced the variation in ES. There was also an increase in BDNF levels following the treatment for acute mania (ES -0.63, 95% CI - 1.11 to -0.15, p=0.01). Conclusions: BDNF levels are consistently reduced during manic and depressive episodes, and recover after the treatment for acute mania. In euthymia, BDNF decreases with age and length of illness. These data suggest that peripheral BDNF has the potential to be a biomarker of mood states and disease progression for BD.

O avestruz (Struthio camelus) é uma ave da família Struthionidae, originária da África. Embora a irrigação da base do encéfalo de outras aves já tenha sido fonte de estudo por alguns pesquisadores, desconhece-se o padrão, as variações, as distribuições e o comportamento das artérias que promovem a irrigação sangüínea na base do encéfalo em avestruz. Neste trabalho, foram utilizados 30 espécimes, nos quais o sistema arterial foi preenchido com látex corado em vermelho através das artérias (Aa.) carótida comum direita e esquerda. Sistematizou-se as artérias da face ventral do encéfalo, à direita e à esquerda, com suas respectivas percentagens de ocorrência. A a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, foi predominante na direita (43,3%), esquerda (36,7%) e equivalentes (20%). A anastomose intercarótica apresentou calibre médio (46,7%), grosso (43,3%) e fino (10%), tendo inclinação de fluxo para esquerda (53,3%) e direita (46,7%). A a. oftálmica interna direita apresentou, à direita, calibre médio (43,3%), fino (33,3%) e grosso (23,3%); à esquerda, calibre médio (60%), fino (26,7%) e grosso (13,3%). O ramo caudal da a. carótida do cérebro foi, á direita, desenvolvido (53,3%) e vestigial (46,7%); à esquerda, desenvolvido (66,7%) e vestigial (33,3%). A a. tectal mesencefálica ventral foi ramo colateral do ramo caudal da a. carótida do cérebro à direita (53,3%) e à esquerda (66,7%), ramo direto da a. carótida do cérebro à direita (43,3%) e à esquerda (30%) e, ramo direto da a. basilar (3,3%) em ambos os antímeros. A a. basilar foi um vaso ímpar (80%), duplo em quase toda sua extensão calibrosa (13,3%) e, apresentou uma formação "em ilha" em seu segmento de grosso calibre (6,7%). A a. cerebelar ventral caudal foi única (96,7%) e dupla (3,3%) à direita e, única (93,3%) e dupla (6,7%) à esquerda. A a. espinhal dorsal foi ramo colateral da a. cerebelar ventral caudal à direita (96,7%) e à esquerda (93,3%), sendo também ramo da porção fina da a. basilar à direita (3,3%) e à esquerda (6,7%). A a. espinhal ventral, sempre ramo da a. basilar, foi dupla (90%) e única (10%). O ramo rostral da a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, apresentou, à direita, um trajeto padrão (86,7%) e um deslocamento rostral (13,3%) e, à esquerda, trajeto padrão (83,3%) e um deslocamento rostral (16,7%). A a. cerebral caudal, à direita, foi dupla (90%) e única (10%); à esquerda, foi dupla (53,3%) e única (46,7%). A a. cerebral média, em ambos os antímeros, foi um vaso único (100%) e de grosso calibre, sendo o segundo ramo colateral do ramo rostral da a. carótida do cérebro. A a. cerebroetmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, em ambos os antímeros. A a. cerebral rostral foi única (90%) e dupla (10%) à direita e única (96,7%) e dupla (3,3%) à esquerda. A a. etmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, sendo a continuação natural da a. cerebroetmoidal, após a emissão da a. cerebral rostral. O círculo arterial cerebral apresentou-se rostralmente aberto (100%) e, caudalmente, aberto (80%) e fechado (20%). / The ostrich (Struthio camelus) is a bird from the Struthionidae family, originated from Africa. Although the irrigation of the base of the brain of other birds has already been the source of study by some researchers, the pattern, variations, distribution and the behavior of the arteries that promote the blood irrigation in the base of ostrich's brain are not known. In this work, 30 specimens, in which the arterial system was filled with red colored latex in the common carotid arteries left and right. We systematized the arteries of the ventral face of the brain, to the right and to the left, with their respective occurrence percentage. The carotid artery (a.) of the brain, a thick caliber vase, was predominant in the right (43.3%), left (36.7%) and equivalents (20%). The intercarotid anastomosis presented a medium caliber (46.7%), thick (43.3%) and thin (10%), with flux inclination to the left (53.3%) and right (46.7%). The inner right ophthalmic a. presented, to the right, medium caliber (43.3%), thin (33.3%) and thick (23.3%); to the left, medium caliber (60%), thin (26.7%) and thick (13.3%). The caudal branch of the carotid a. of the brain was, to the right, developed (53.3%) and vestigial (33.3%). The midbrain ventral tectal a. was the collateral branch of the caudal branch of the carotid a. of the brain to the right (53.3%) and to the left (66.7%), right branch of the carotid a. of the brain to the right (43.3%) and to the left (30%) and, right branch of the basilar a. (3.3%) in both antimeres. The basilar a. was an unpaired vase (80%), double in almost the entire caliber extension (13.3%) and, presented the "island" formation in its segment of thick caliber (6.7%). The caudal ventral cerebellar a. was single (96.7%) and double (3.3% to the right and, single (93.3%) and double (6.7%) to the left. The dorsal spinal a. was a collateral branch of the caudal ventral cerebellar a. to the right (96.7%) and to the left (93.3%), which was also a branch of the thin portion of the basilar a. to the right (3.3%) and to the left (6.7%). The ventral spinal a., always a branch of the basilar a., was double (90%) and single (10%). The rostral branch of the carotid a. of the brain, a vase of thick caliber, presented, to the right, a standard path (86.7%) and a rostral displacement (13.3%) and, to the left, a standard path (83.3%) and a rostral displacement (16.7%). The caudal brain a., to the right, was double (90%) and single (10%); to the left, it was double (53.3%) and single (46.7%). The medium cerebral a., in both antimeres, was a single vase (100%) and of thick caliber, being that the second collateral branch of the rostal branch of the brain carotid a. The brain ethmoidal a. foi single (100%), of medium to thick caliber, in both antimeres. The rostral brain a. was single (90%) and double (10%) to the right and single (96.7%) and double (3.3%) to the left. The ethmoidal a. was single (100%), of medium to thick caliber, being the natural continuity of the brain ethmoidal, after the emission of the rostral brain a.. The brain artery circle was rostrally open (100%) and, caudally, open (80%) and closed (20%).

Objetivos: o Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF) desempenha um papel central na neurogênese e plasticidade sináptica. O Transtorno Bipolar (TB) é um dos mais graves transtornos psiquiátricos e está associado a maus resultados. Alguns estudos sugerem que o BDNF está diminuído durante os episódios de humor, e normal durante a eutimia, mas esses resultados ainda são controversos. O objetivo deste estudo foi realizar uma metanálise de todos os estudos que mediram os níveis periféricos de BDNF em adultos com TB. Métodos: foi realizada uma revisão sistemática utilizando banco de dados eletrônicos. Os critérios de inclusão foram estudos com dosagem de BDNF em plasma ou soro in vivo em pacientes adultos com TB. O tamanho de efeito (ES) das diferenças de BDNF entre pacientes com TB em diferentes estados de humor e controles foi calculado. Resultados: treze estudos com 1.113 participantes foram incluídos. O BDNF se encontra diminuído tanto na mania quanto na depressão quando comparados aos controles (ES -0,81, IC 95% -1,11 a -0,52, p<0,0001 e ES -0,97, IC 95% -1,79 a -0,51, p=0,02, respectivamente). Os níveis de BDNF não foram diferentes na eutimia quando comparados com os controles (ES -0,20, IC 95% -0,61 a 0,21, p=0,33). A análise de metarregressão na eutimia mostrou que a idade (p<0,0001) e a duração da doença (p=0,04) influenciaram a variação no ES. Houve também um aumento nos níveis de BDNF após o tratamento da mania aguda (ES -0,63, IC 95% -1,11 a -0,15, p=0,01). Conclusões: os níveis de BDNF estão consistentemente reduzidos durante os episódios maníacos e depressivos, e normalizam após o tratamento de mania aguda. Na eutimia, o BDNF diminui com a idade e o tempo de doença. Estes dados sugerem que o BDNF periférico possui potencial para se tornar um biomarcador de episódios de humor e de progressão de doença no TB. / Objectives: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays a central role in synaptic plasticity and neurogenesis. Bipolar disorder (BD) is among the most disabling of all psychiatric disorders and is associated with poor outcomes. Some studies suggest that BDNF is decreased during mood states, and normal during euthymia, but others do not. The aim of this study was to perform a meta-analysis of all studies that measured peripheral BDNF levels in adults with BD. Methods: We conducted a systematic review using electronic database. Inclusion criteria were studies that measured BDNF in plasma or serum in vivo in adult patients with BD. Effect Sizes (ES) of the differences in BDNF between patients with BD in different mood states and controls were calculated. Results: Thirteen studies with 1113 participants were included. The BDNF was decreased both in mania and depression when compared to controls (ES -0.81, 95% CI -1.11 to -0.52, p<0.0001 and ES -0.97, 95% CI -1.79 to -0.51, p=0.02, respectively). The BDNF levels were not different in euthymia when compared with controls (ES -0.20, 95% CI -0.61 to 0.21, p=0.33). Meta-regression analyses in euthymia showed that age (p<0.0001) and length of illness (p=0.04) influenced the variation in ES. There was also an increase in BDNF levels following the treatment for acute mania (ES -0.63, 95% CI - 1.11 to -0.15, p=0.01). Conclusions: BDNF levels are consistently reduced during manic and depressive episodes, and recover after the treatment for acute mania. In euthymia, BDNF decreases with age and length of illness. These data suggest that peripheral BDNF has the potential to be a biomarker of mood states and disease progression for BD.

O Transtorno do Humor Bipolar (THB) é um transtorno psiquiátrico grave e altamente incapacitante, sendo sua progressão associada a grandes prejuízos cognitivos aparentemente irreversíveis. Evidências sugerem que o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) tem um importante papel na neuroprogressão do THB, visto que seus níveis séricos encontram-se diminuídos em pacientes com múltiplos episódios em comparação com aqueles que tiveram apenas um episódio maníaco. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a memória e os níveis de BDNF em um modelo animal de mania induzido por D-anfetamina (AMPH), em estágios precoce e tardio do THB. Para isso, ratos Wistar machos adultos foram divididos em grupos precoce (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 7 dias) e tardio (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 35 dias). Nos grupos tardios, as injeções ocorreram 5 vezes por 7 dias seguidos intercalados por 7 dias sem injeção. Uma semana após a última injeção, os ratos foram submetidos aos testes de habituação ao campo aberto ou esquiva inibitória passiva e, após, procedeu-se com a eutanásia e isolamento do hipocampo, córtex pré-frontal e região da amígdala. Os níveis de mRNA de BDNF foram dosados por PCR quantitativo em tempo real e os seus níveis protéicos foram dosados por ELISA sanduíche. A AMPH prejudicou a memória de habituação tanto no tratamento precoce quanto no tardio, sendo mais prejudicial no tratamento tardio (p<0,05). Este prejuízo foi acompanhado de uma redução nos níveis protéicos de BDNF no hipocampo e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no córtex pré-frontal. Na esquiva inibitória, todos os grupos (salina e AMPH, precoce e tardio) aprenderam o estímulo aversivo, porém a AMPH diminuiu significativamente o tempo de descida da plataforma dos ratos em comparação à salina. Não houve diferenças entre os grupos precoce e tardio, embora os ratos do grupo AMPH tardio apresentaram uma redução nos níveis protéicos de BDNF no córtex pré-frontal e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no hipocampo em comparação com o grupo AMPH precoce. Esses resultados sugerem que os prejuízos cognitivos observados com a progressão do THB podem estar associados a alterações nos níveis de BDNF no hipocampo e córtex pré-frontal. / Bipolar disorder (BD) is a severe and highly disabling psychiatric disorder whose progression has been associated with apparently irreversible cognitive impairments. Evidences suggest that brain-derived neurotrophic fator (BDNF) plays an importante role in BD neuroprogression, as its serum levels are reduced in patients who had multiple mood episodes in comparison to those with only episode. The objective of the present study was to evaluate memory and BDNF levels in an amphetamine (AMPH)-induced animal model of mania, in early and late stages of BD. In order to do that, adult male Wistar rats were divided into early groups (saline or AMPH 2mg/kg ip for 7 days) and late groups (saline or AMPH 2 mg/kg for 35 days). In the late groups, animals were injected for 7 days straight followed by 7 days without any injection, being this protocol repeated 5 times. One week after the last injection, rats were submitted to the open-field habituation test or passive inhibitory avoidance test. Right after that, the rats were killed and the hippocampus, prefrontal cortex, and amygdala region were isolated. BDNF mRNA levels were measured by quantitative Real Time PCR, and protein levels were measured by sandwich ELISA. AMPH impaired habituation memory both in early and late treatments, but memory was worse in the late group. This impairment was accompanied by a reduction of BDNF protein levels in hippocampus and an increase of BDNF mRNA levels in prefrontal cortex of late AMPH-treated rats. In the inhibitory avoidance, on the other hand, all groups (saline and AMPH, early and late) showed significant differences in latency to step-down between training and test trials, which show that even AMPH-treated rats have managed to learn the aversive stimulus. However, AMPH has significantly decreased the latency to step-down in the test when comparing to Sal-treated rats, which suggests an AMPH-induced impairment in this memory task. No difference in behavior was observed between late and early treatments for this test, although late AMPH-treated rats presented a reduction of BDNF protein levels in prefrontal cortex and an increase of BDNF mRNA levels in hippocampus in comparison to early AMPH-treated rats. These results suggest that the cognitive impairment in BD may be associated with alterations in BDNF levels in hippocampus and prefrontal cortex.

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do título de Doutor em Ciências da Saúde. / Bipolar Mood Disorder (BMD) is a chronic and debilitating illness which includes alternate episodes of depression and mania. There is an emerging body of data suggesting that bipolar disorder is associated with impairments in neuroplasticity and cell survival, incluindo DNA damage, changes in brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels and Oxidative stress mechanisms. Several studies have found direct and indirect evidence for a mood-state related decrease in the activity of the Na+/K+ATPase. Objective: In this study, we assessed the behavioral and neurochemical parameters in rats submitted to an animal model of mania induced by ouabain (OUA), a specific Na+/K+ATPase inhibitor. Methods: Animals received a single intracerebroventricular (ICV) injection of OUA or artificial cerebrospinal fluid (aCSF), and in different periods at seven days after injection. The behavior was assessed motor activity through the Open Field Test. The data were studied neurochemical markers involved in DNA damage, oxidative stress and the level of BDNF in neuroanatomical structures: hippocampus, amygdala and prefrontal cortex.To investigate predictive validity of the model, the effects of the lithium (Li) and valproate (VPT) were evaluated in BDNF levels and markers of oxidative stress. In the reversal model, animals received a single ICV injection of OUA or aCSF. From the day following the ICV injection, the rats were treated for 6 days with intraperitoneal (IP) injections of saline (SAL), Li or VPT twice a day. In the maintenance treatment (prevention model), the rats received IP injections of Li, VPT, or SAL twice a day for 12 days. In the 7th day of treatment the animals received a single ICV injection of either OUA or aCSF. Finally the effects of BDNF ICV administration on oxidative damage to lipid and protein in the brains of rats submitted to animal model of mania induced by OUA. Results: Our findings demonstrated that OUA induced hyperlocomotion in the openfield test, and this response remained up to 7 days following a single ICV injection. Li and VPT reversed OUA-related hyperactive behavior in both reversal and maintenace model. We observed increased hipocampal and peripheral index of early DNA damage. Showed a significant reduction in BDNF levels in amygdala and hippocampus. Li treatment, but not VPT reversed and prevented the impairment in BDNF expression after OUA administration in these cerebral áreas. OUA induced oxidative stress in prefrontal and hippocampus. Li and VPT treatment reversed and prevented the OUA induced damage, however this effect varies depending on the brain region and treatment regimen. The BDNF was unable to reverse the ouabain-induced hyperactivity. Nevertheless, BDNF treatment protects the OUA-induced damage in the brain of rats. Conclusion: Our results suggest that the present model fulfills adequate face, construct and predictive validity as an animal model of mania, supporting the Na+/K+ATPase hypothesis for BMD. / O Transtorno do Humor Bipolar (THB) é uma doença crônica e debilitante que inclui episódios alternados de depressão e mania. Há um conjunto emergente de dados que sugerem que o THB está associado com alterações na neuroplasticidade e sobrevivência celular, incluindo danos ao DNA, mudanças no fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) e mecanismos de estresse oxidativo. Vários estudos encontraram evidências diretas e indiretas para alterações no estado de humor relacionado com a atividade da Na+/K+ATPase no THB. Objetivo: O presente estudo tem como objetivo avaliar parâmetros comportamentais e neuroquímicos, em ratos submetidos a um modelo animal de mania induzido por ouabaína (OUA), um inibidor específico da Na+/K+ATPase. Métodos: os animais receberam uma única dose intracerebroventricular (ICV) de OUA ou fluido cerebrospinal artificial (aCSF), e foram avaliados em diferentes períodos até sete dias após a injeção. O comportamento avaliado foi a atividade motora, através do teste de campo aberto. Os dados neuroquímicos estudados foram os marcadores envolvidos no dano ao DNA, estresse oxidativo e níveis de BDNF, nas estruturas neuroanatômicas: hipocampo, amígdala e córtex pré-frontal. Para investigar a validade preditiva do modelo, foram avaliados os efeitos do lítio (Li) e valproato (VPT) em níveis BDNF e marcadores de estresse oxidativo. No modelo de reversão, os animais receberam uma injeção única de ICV de OUA ou aCSF. Desde o dia após a injeção ICV, os ratos foram tratados durante 6 dias com injeções intraperitoneal (IP) de solução salina (SAL), Li ou VPT duas vezes por dia. No tratamento de manutenção (modelo de prevenção), os ratos receberam injeções IP de Li, VPT, ou SAL duas vezes ao dia por 12 dias. No sétimo dia de tratamento, os animais receberam uma injeção ICV de OUA ou aCSF. Finalmente, foram avaliados os efeitos da administração ICV de BDNF, sobre o dano oxidativo à lipídios e proteínas, no cérebro de ratos submetidos ao modelo animal de mania. Resultados: Os achados demonstraram que a OUA induziu hiperlocomoção, e esta resposta permaneceu até 7 dias após a sua administração. Li e VPT controlaram o comportamento hiperativo induzido pela OUA em ambos os modelos: reversão e manutenção. Observou-se aumento do índice de dano ao DNA no hipocampo induzido por OUA. Foi demonstrado uma redução significativa nos níveis de BDNF no hipocampo e na amígdala. O uso de Li, mas não VPT, reverteu e impediu a redução da expressão de BDNF após administração de OUA, nessas mesmas estruturas. A OUA induziu a formação do estresse oxidativo nas estruturas córtex pré-frontal e hipocampo. A administração IP de Li e VPT reverteram e impediram o dano induzido por OUA, no entanto, este efeito varia dependendo da região do cérebro e regime de tratamento. O BDNF foi incapaz de reverter a hiperlocomoção induzida pela OUA. No entanto, o tratamento com BDNF protegeu o dano oxidativo induzido por OUA no cérebro de ratos. Conclusão: Os resultados sugerem que o modelo atual apresenta adequada validade de face, construto e valor preditivo como um modelo animal de mania, apoiando a hipótese de disfunção da Na+/K+ATPase no THB.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-01Bitstream added on 2014-06-13T20:11:27Z : No. of bitstreams: 1 cintra_tcf_me_jabo.pdf: 1118712 bytes, checksum: 9ed4c1a0250026e0fd2cbccd8b8c5e84 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Com este trabalho objetivou-se correlacionar a ultrassonografia transcraniana com a anatomia encefálica, confeccionar um atlas com cortes anatômicos do encéfalo, à similitude dos planos de varredura ultrassonográficos, identificando e mensurando nas imagens as estruturas encefálicas visibilizadas, para padronizar dimensões em cães mesaticéfalos. Foram utilizados 37 cães adultos, hígidos, sem raça definida, sendo 30 in vivo e sete cadáveres. Nos cadáveres, após varredura, as cabeças foram removidas e seccionadas em planos anatômicos à similitude dos planos ultrassonográficos. Nos animais in vivo a identificação e as mensurações das estruturas encefálicas foram comparadas entre si para avaliar a repetibilidade da varredura eletrônica. No encefálo foram realizados cortes ultrassonográficos em planos dorsais e dorsais oblíquos pela janelas temporal e occipital, sendo passível visibilizar regiões dos lobos frontal, temporal e occipital, ventrículos laterais, septo pelúcido, fissura longitudinal do cérebro, sulcos suprasilviano, marginal e coronal, cerebelo, tentório ósseo do cerebelo, vermes do cerebelo, e medula oblonga. As médias e os desvios padrão das estruturas encefálicas nos 30 cães in vivo não variaram (p>0,05) em função das janelas temporais e foram 0,277cm ± 0,030 e 0,281cm ± 0,024; 1,643cm ± 0,115; 0,161 ± 0,021 e 0,157 ± 0,016; 2,248 ± 0,166 e 2,368 ± 0,212, respectivamente para largura dos ventrículos laterais direito e esquerdo; manto encefálico; espessura dos sulcos marginal e coronal; diâmetros ventro-lateral e crânio-caudal da região cerebelar / The goals o this study were to correlate transcranial ultrasonography with brain anatomy, to make an atlas with anatomical cuts of the brain that were similar to the ultrasound plane images, to identify and to measure the brain structures visualized, in order to standardize their dimensions in mesaticephalic dogs. In this experiment, 37 adult, healthy mongrel dogs were used – 30 alive and 7 corpses. After the ultrasound procedure the head of the corpse was removed and cut in anatomical planes as the ultrasound plane images. In the live animals, the brain structures identification and measurements were compared to each other to assess the reprodutibility of the ultrasound procedure. Ultrasound scans in dorsal and dorsal oblique planes were performed in the brain through the temporal and occipital window, with visualization of the frontal, temporal and occipital lobe, lateral ventricles, septum pellucidum, the longitudinal fissure of the brain, suprasylvian, marginal and coronal sulcus, cerebellum, the osseous tentorium of the cerebellum, the vermis of the cerebellum and the medulla oblongata. The average and the standard deviation of the brain structures of the 30 live dogs did not vary (p>0,05) in both temporal window and were 0,277cm ± 0,030 e 0,281cm ± 0,024; 1,643cm ± 0,115; 0,161 ± 0,021 e 0,157 ± 0,016; 2,248 ± 0,166 e 2,368 ± 0,212, respectively for width of the right and left lateral ventricles and cerebral mantle, thickness of the marginal and coronal sulcus, and ventrolateral and canio-caudal cerebellar diameter

O Transtorno do Humor Bipolar (THB) é um transtorno psiquiátrico grave e altamente incapacitante, sendo sua progressão associada a grandes prejuízos cognitivos aparentemente irreversíveis. Evidências sugerem que o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) tem um importante papel na neuroprogressão do THB, visto que seus níveis séricos encontram-se diminuídos em pacientes com múltiplos episódios em comparação com aqueles que tiveram apenas um episódio maníaco. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a memória e os níveis de BDNF em um modelo animal de mania induzido por D-anfetamina (AMPH), em estágios precoce e tardio do THB. Para isso, ratos Wistar machos adultos foram divididos em grupos precoce (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 7 dias) e tardio (salina ou AMPH 2mg/kg i.p. por 35 dias). Nos grupos tardios, as injeções ocorreram 5 vezes por 7 dias seguidos intercalados por 7 dias sem injeção. Uma semana após a última injeção, os ratos foram submetidos aos testes de habituação ao campo aberto ou esquiva inibitória passiva e, após, procedeu-se com a eutanásia e isolamento do hipocampo, córtex pré-frontal e região da amígdala. Os níveis de mRNA de BDNF foram dosados por PCR quantitativo em tempo real e os seus níveis protéicos foram dosados por ELISA sanduíche. A AMPH prejudicou a memória de habituação tanto no tratamento precoce quanto no tardio, sendo mais prejudicial no tratamento tardio (p<0,05). Este prejuízo foi acompanhado de uma redução nos níveis protéicos de BDNF no hipocampo e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no córtex pré-frontal. Na esquiva inibitória, todos os grupos (salina e AMPH, precoce e tardio) aprenderam o estímulo aversivo, porém a AMPH diminuiu significativamente o tempo de descida da plataforma dos ratos em comparação à salina. Não houve diferenças entre os grupos precoce e tardio, embora os ratos do grupo AMPH tardio apresentaram uma redução nos níveis protéicos de BDNF no córtex pré-frontal e um aumento nos níveis de mRNA de BDNF no hipocampo em comparação com o grupo AMPH precoce. Esses resultados sugerem que os prejuízos cognitivos observados com a progressão do THB podem estar associados a alterações nos níveis de BDNF no hipocampo e córtex pré-frontal. / Bipolar disorder (BD) is a severe and highly disabling psychiatric disorder whose progression has been associated with apparently irreversible cognitive impairments. Evidences suggest that brain-derived neurotrophic fator (BDNF) plays an importante role in BD neuroprogression, as its serum levels are reduced in patients who had multiple mood episodes in comparison to those with only episode. The objective of the present study was to evaluate memory and BDNF levels in an amphetamine (AMPH)-induced animal model of mania, in early and late stages of BD. In order to do that, adult male Wistar rats were divided into early groups (saline or AMPH 2mg/kg ip for 7 days) and late groups (saline or AMPH 2 mg/kg for 35 days). In the late groups, animals were injected for 7 days straight followed by 7 days without any injection, being this protocol repeated 5 times. One week after the last injection, rats were submitted to the open-field habituation test or passive inhibitory avoidance test. Right after that, the rats were killed and the hippocampus, prefrontal cortex, and amygdala region were isolated. BDNF mRNA levels were measured by quantitative Real Time PCR, and protein levels were measured by sandwich ELISA. AMPH impaired habituation memory both in early and late treatments, but memory was worse in the late group. This impairment was accompanied by a reduction of BDNF protein levels in hippocampus and an increase of BDNF mRNA levels in prefrontal cortex of late AMPH-treated rats. In the inhibitory avoidance, on the other hand, all groups (saline and AMPH, early and late) showed significant differences in latency to step-down between training and test trials, which show that even AMPH-treated rats have managed to learn the aversive stimulus. However, AMPH has significantly decreased the latency to step-down in the test when comparing to Sal-treated rats, which suggests an AMPH-induced impairment in this memory task. No difference in behavior was observed between late and early treatments for this test, although late AMPH-treated rats presented a reduction of BDNF protein levels in prefrontal cortex and an increase of BDNF mRNA levels in hippocampus in comparison to early AMPH-treated rats. These results suggest that the cognitive impairment in BD may be associated with alterations in BDNF levels in hippocampus and prefrontal cortex.