Introdução: Estimulação transcraniana com corrente contínua (ETCC) é um método não invasivo de estimulação cerebral que modifica o potencial de repouso da membrana neuronal através de uma corrente elétrica de baixa intensidade. Trata-se de uma técnica neuromodulatória aplicável ao contexto terapêutico de disfunções do sistema nervoso implicados na fisiopatologia da dor e transtornos neuropsiquiátricos, com baixo custo, mínimos efeitos adversos e fácil aplicação. A ETCC tem se mostrado eficaz no tratamento de dores crônicas incluindo a fibromialgia (FM) em curto prazo. Seu uso se sustenta na melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos dessa síndrome, os quais incluem processos de desinibição em nível cortical e infracortical, demonstrado por medidas neurofisiológicas como facilitação e desinibição, assim como redução da potência dos sistemas modulatórios descendentes da dor, além de alterações nas vias nociceptivas periféricas, como as fibras nervosas finas. No entanto, essa alteração isolada não foi previamente associada à disfunção no sistema de modulação descendente da dor (SMDD), observado na FM. As áreas de aplicação da ETCC dependem do objetivo terapêutico. O córtex motor primário (M1) é o alvo mais estudado e com maior contingente de evidências para o tratamento da dor e reabilitação motora, enquanto o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC) tem sido eficaz na depressão e melhora dos componentes psicoafetivos dos pacientes com dor crônica. Seu principal limitador prático é a necessidade de ir ao centro de atendimento durante dias consecutivos, pois o efeito terapêutico sustentado da ETCC necessita repetição das sessões Objetivos: Esta tese está constituída por dois estudos. O primeiro objetiva examinar se a disfunção de fibras finas que ocorre em pacientes com FM está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor. No segundo, o objetivo é avaliar a eficácia do uso em longo prazo da ETCC em nível domiciliar na FM, com o objetivo de facilitar o uso e permitir a disponibilização desta técnica a pacientes do Sistema Único de Saúde. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos se a disfunção de fibras nervosas finas periféricas está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor (SMD) na FM. Métodos: Foi realizado um estudo exploratório no qual 41 mulheres com FM e 28 voluntárias saudáveis foram submetidas a testes psicofísicos que avaliaram a função de fibras sensitivas envolvidas na nocicepção. O teste quantitativo sensorial (QST) foi utilizado para medir o limiar perceptivo térmico (HTT), o limiar de dor térmica (HPT) e o limiar de tolerância à dor térmica (HPTo), bem como avaliar a mudança na Escala Numérica de Dor (NPS0-10) durante uma tarefa de modulação da dor condicionada (CPM-task). A algometria foi utilizada para determinar o limiar de pressão de dor (PPT). Escalas para avaliação de catastrofização, ansiedade, depressão e distúrbios do sono também foram aplicadas. O fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) foi medido como um marcador de neuroplasticidade. Realizamos modelos de regressão linear multivariada por grupo (saudáveis e FM) para estudar a relação entre a função do SMD e sua relação com as medidas psicofísicas. Resultados: As amostras diferiram em seu perfil psicológico, e nas medidas psicofísicas, o grupo e pacientes com FM apresentou menor sensibilidade e limiares de dor. Na FM, mas não nos saudáveis, os modelos de regressão revelaram que o HTT estava relacionado ao BDNF e ao CPM-Task (Hotelling's Trace = 1,80, P<0,001, poder=0,94, R2=0,64). HTT foi correlacionado positivamente com a CPM-task (B = 0,98, P= 0,004, Partial-ƞ2=0,25), e ao HPT (B=1,61, P=0,008, parcial -ƞ2= 0,21). No entanto PPT não foi correlacionado com o HTT. Na FM a relação do BDNF com CPM-Task teve uma relação negativa (B=-0,04, P=0,043, parcial-ƞ2=0,12) e a HPT foi diretamente proporcional (B= - 0,08, P=0,03, parcial-ƞ2 = 0,14). O BDNF não influenciou no modelo. E os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A disfunção sensorial periférica está associada positivamente à disfunção do sistema modulatório descendente da dor e aos níveis séricos de BDNF na FM, o que não ocorre em indivíduos saudáveis. Estudo II: O segundo estudo teve como objetivo avaliar a eficácia do uso domiciliar de 60 sessões da ETCC-ativa e ETCC-simulada aplicadas sobre a área DLPFC esquerda, nas pacientes com diagnóstico de FM. Métodos: Foi realizado um ensaio clínico randomizado, duplo cego, em paralelo, controlado com ETCC-simulada em 20 mulheres com diagnóstico de fibromialgia. A estimulação foi realizada durante cinco dias consecutivos na semana, durante 30 min, com a intensidade de 2 mA, por 12 semanas, totalizando 60 sessões. As pacientes receberam treinamento para uso do equipamento especialmente desenvolvido para uso domiciliar e mantinham contato com o pesquisador responsável por meio de mensagem de texto diariamente. Os efeitos foram medidos por meio da escala visual de dor (EAV) durante o curso de 12 semanas de tratamento, bem como o uso de analgésicos e possíveis eventos adversos, diariamente. Foram avaliados os níveis de depressão, catastrofismo e capacidade funcional para tarefas diárias, QST para verificar limiar de dor e tolerância ao calor, PPT e dosagem dos níveis séricos de BDNF no início, após 30 sessões e no final do tratamento. Um modelo linear misto com efeitos fixos foi usado para comparar mudanças nos escores de dor na EAV ao longo do tratamento. Resultados: A ETCC ativa domiciliar reduziu os escores de dor pela EAV (p<0.001) quando comparado ao sham, com uma redução média de dor de 64% (p<0.001). Além disso, ETCC ativa reduziu significativamente a incapacidade relacionada a dor [B-PCP:S escore total (p=0.023);-ƞ2=0.61]. Também reduziu os escores nas medidas clínicas de depressão, catastrofismo e qualidade do sono [BDI-II, PCS e PSQI (p<0.05)]. No entanto, ETCC ativa aumentou os escores na algometria (PPT) e tolerância térmica (HPTo) (p<0.01). O BDNF não influenciou no modelo. Os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A ETCC para uso domiciliar mostrou-se segura e eficaz na redução da dor, incapacidade relacionada a dor, sintomas depressivos e catastróficos e redução do uso de analgésicos. O conjunto de dados desta tese sugere que em pacientes fibromiálgicas, o nível de disfunção do sistema modulador descendente da dor está relacionado ao nível de disfunção de fibras nervosas finas periféricas envolvidas na nocicepção. Além disso, a ETCC de longo prazo em fibromiálgicas foi eficaz na melhora dos sintomas disfuncionais relacionados à dor crônica e se mostrou adequada para uso domiciliar. / Introduction: Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of brain stimulation that modifies the resting potential of the neuronal membrane through a low intensity electrical current. It is a neuromodulatory technique to the therapeutic context of dysfunctions of the nervous system implicit in physiotherapy and neuropsychological disorders, with low cost, adverse effects and easy application. tDCS has been effective without a chronic fight process, including fibromyalgia (FM), in which the processes of disinhibition are cortical and infracortical, demonstrated by neurophysiological as intracortical facilitation and desinhibition, as well as reduction of the power of the systems descending pain modulators. In addition, studies have shown a severity of inhibition of central positive correlation with BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) levels and seems to have some relation to the peripheral nociceptive pathways, as the areas of application of the stimulation depend on the primary motor cortex (M1) is the most studied target and the largest contingent of selection for the treatment of pain and motor reaction, while the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) was effective in the treatment of depression and psychoaffective components in cases of patients with the chronic condition. Although tDCS has been successful in treating FM, its main limiter is a need for the service center for consecutive days as it has cumulative effect. In fact, the erasure of the sessions guaranteed the therapeutic effect of the ETCC. The application of measures on consecutive days motivated the study of its value when applied at the household level, in order to allow the large-scale treatment technique to be adopted in the Unified Health System. This is proved by two studies. The first objective is to examine whether a fine-fiber dysfunction that occurs in patients with FM is linked to an operation of the pain-modulating system. Neuropathy of long nerve fibers has been implicated by a descriptor of pain, neurophysiological and psychophysiological neurophysiology, as well as skin biopsy studies. However, this comparison was not associated with dysfunction in the descending pain system (DPMS) not on FM. Objective did the study explore the association of dysfunction of small fibers with the DPMS and other substitutes for nociceptive changes in FM. In the second, the term is a measure of long-term use of ETCC at household level in FM Study I: In this first study evaluating the presence of nerve and peripheral fiber failure, it is linked to the functioning of the descending pain modulator system (DPMS) in FM Methods: It was performed an exploratory study with 41 FM women and 28 healthy volunteers whose were evaluated in psychophysical tests that evaluated a function of sensory fibers involved in nociception. The quantitative sensory test (QST) was used to measure the Heat thermal threshold (HTT), the heat pain threshold (HPT) and the thermal pain tolerance (HPTo), as well as the numerical scale of pain (NPS0 -10 ) over a task of modulation of conditioned pain (CPM-task). Algometry was used to determine the pain pressure threshold (PPT). Scales for evaluation of catastrophic, anxiety, depression and sleep disorders were also applied. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) was measured as a marker of neuroplasticity. Multivariate linear regression models by group (health and FM) for a relationship between a descending modulatory system function and its relationship with psychophysical measures. Results: The samples differed in their psychological profile, and in the psychophysical measures, the group and the patients with FM had lower sensitivity and pain thresholds. At FM, regression models revealed that HTT was related to BDNF and CPM-Task (Hotelling's Trace = 1.80, P <0.001, power = 0.94, R2 = 0.64). HTT was positively correlated with a CPM task (B = 0.98, P = 0.004, partial-ƞ2 = 0.25), and HPT (B = 1.61, P = 0.008, partial -ƞ2 = 0.21) . However PPT was not correlated with HTT. In FM, the relationship of BDNF with CPM, a negative relation was found (B = -0.04, P = 0.043, partial- = 2 = 0.12) and HPT was proportionally (B = -0.08, P = 0.03, partial-ƞ2 = 0.14). BDNF did not influence the model. And the adverse effects reported were higher in the active group (17.8%) compared to the sham group (6.6%). Conclusion: Peripheral sensory dysfunction is positively associated with the modulating dysfunction of BDNF levels in FM, which does not occur in isolated individuals. Study II: The second study had the purpose of evaluating the home use of 60 sessions of atDCS and s-tDCS on a left DLPFC area in patients with FM. Methods: A randomized, double-blind, parallel-sham controlled study in 20 women with FM. Stimulation was performed for five consecutive days in the week for 30 min at the intensity of 2 mA for 12 weeks, totaling 60 sessions. Patients were trained to use equipment specially designed for home use and maintained contact with the researcher responsible through daily text message. The effects were measured through visual pain scale (VAS) daily during the course of 12 weeks of treatment, as well as the use of analgesics and possible adverse events daily. The levels of depression, catastrophism and disability for daily tasks were assessed. The QST was used to check pain threshold and tolerance to heat, an algometry was used to check pressure pain threshold (PPT) and blood collection was performed to evaluate serum BDNF levels at baseline, after 30 sessions and at the end of treatment. A Mixed Linear Model with fixed effects was used to compare changes in pain scores in VAS throughout the treatment. Results: Home-based tDCS reduced dairy pain VAS scores (p<0.001), with cumulative mean pain drop of 64% (p<0.001). Furthermore, active home-based tDCS reduced significantly disability due to pain [B-PCP:S total scores (p=0.023; partial-ƞ2=0.61]. And also reduced scores in clinical measures like depression scores, catastrophizing pain scores and sleep quality scores [BDI-II and PCS (p<0.05), PSQI (p<0.05)]. However, active homebased tDCS enhance scores in algometry (PPT) and heat pain tolerance (HPTo) (p<0.01). Conclusion: Home-based anodal tDCS applied over the DLPFC in FM had a baseline neuroplasticity-dependent reduction effect on pain. In addition, it improved the disability due to pain, depressive symptoms and pain catastrophizing. It reduced the analgesic use and increased pressure and heat pain tolerance.

Base Teórica: A prevalência de dor crônica na infância é bem documentada e estima-se que atinja entre 20 a 35% da população pediátrica, podendo causar enorme sofrimento em seus portadores, inaptidões pessoais e ser acompanhada de sintomas emocionais importantes. O manejo dessas criancas inclui a compreensão dos fatores biomecânicos, psicológicos e socioculturais associados ao seu contexto. Dentre os fatores psíquicos o pensamento catastrófico sobre a dor, definido como uma resposta negativa exagerada a mesma, tem sido identificado como uma estratégia adaptativa às circunstâncias. A escala de avaliação do pensamento catastrófico em crianças - Pain Catastrophizing Scale – child version (PCS-C), adaptada da escala para adultos, já está validada em diferentes línguas, no entanto, pouco se sabe sobre o catastrofismo em crianças brasileiras. Objetivos: O objetivo desse estudo é validar e adaptar a PCS-C para o português do Brasil, examinar as propriedades psicométricas, bem como a estrutura fatorial da escala, e sua correlação com a dor e suas consequências em crianças com e sem dor crônica. Métodos: A versão em português do Brasil foi modificada por um grupo de especialistas a fim de torná-la apropriada para aplicação em crianças entre 7-12 anos. Para avaliar as propriedades psicométricas, 100 crianças (44 com dor crônica e 56 saudáveis) responderam a versão brasileira da PCS-C (BPCS-C). Também foram questionadas quanto aos níveis de dor e quanto à capacidade funcional durante atividades da prática de educação física na escola. Ainda, amostras de saliva foram passivamente coletadas a fim de se medir o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). O subgrupo de crianças com dor crônica foi recrutado dos ambulatórios de gastro pediatria, oncologia e reumatologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e o subgrupo de crianças saudáveis foi recrutado de uma escola pública. Resultados: O estudo mostrou uma boa consistência interna do instrumento (alfa de Crombach: 0,81 para o escore total da BPCS-C). Tanto a análise paralela, quanto a análise fatorial exploratória identificaram 2 dimensões (fatores) no instrumento. A análise fatorial confirmatória apresentou os melhores valores de ajustamento (CFI, confirmatory fit-index) quando comparada a outros modelos já existentes. Os escores totais da BPCS-C não diferiram entre as crianças com dor crônica e as saudáveis. No entanto, a dificuldade progressiva de realizar as atividades da Educação Física na escola foi associada com o catastrofismo (p=0,019) nos pacientes com dor crônica. BDNF salivar apresentou fraca associação (r=0,27 p=0,012) com o catastrofismo. Conclusão: Os resultados suportam a validade e confiabilidade da BPCS-C. A estrutura de 2 fatores apresentou adequado ajustamento podendo ser usada, mesmo que diferindo do número de fatores da escala original, pois escore total é o valor mais utilizado para composição do diagnóstico. A ausência de diferença entre os escores nas crianças doentes e saudáveis sugere a necessidade de estudos mais profundos sobre a catastrofização em crianças e a necessidade de instrumentos específicos, e não apenas adaptação daqueles utilizados em adultos. / Introduction: The prevalence of chronic pain in childhood is well documented and is estimated to reach 20 and 35% of the pediatric population. Chronica pain can cause enormous suffering, personal miscarriages and it can be accompanied by important emotional symptoms. The management of these children includes understanding the biomechanical, psychological and sociocultural factors associated in this context. Among the psychic factors, catastrophic thinking about pain is identified as an adaptive strategy to the circumstances. The instrument for catastrophic thinking evaluation in children - Pain Catastrophizing Scale - child version (PCS-C), adapted from the scale for adults, is already validated in different languages, however little is known about catastrophism in Brazilian children. Objectives:. With this cross-sectional study, we aim to adapt the Brazilian version of the PCS-C (BPCS-C) and to examine the psychometric properties and factorial structure of the scale for children with and without chronic pain. Methods: The Brazilian version of the PCS-C was modified by a group of experts to appropriate it for children between 7-12 years. To asses the psychometric properties of the version, 100 children (44 with chronic pain and 56 healthy children) answered the BPCS-C, the visual analog scale and one functional school activity question. It was also collected a passive salivary sample to measure BDNF. The chronic pain children sample was recruited from the gastropediatric, oncologic, and reumatologic ambulatories at a tertiary hospital and the healthy children from a fifth grade public school. Results: We observed good internal consistency (Cronbach’s value of 0.81 for the total BPCS-C). Both parallel analysis and exploratory factorial analysis retained 2 factors for instrument dimensions. The confirmatory factorial analysis presented the best adjustment values (CFI, confirmatory fit-index) when compared to other existing pre-existing models. BPCS-C total scores were not diferente between chronic pain and healthy children. However, the progressive difficulty of performing physical education activities at school was associated with catastrophism (p = 0.019) in patients with chronic pain. 6 Salivary BDNF presented a weak association (r = 0.27 p = 0.012) with catastrophism. Discussion: The results support the validity and reliability of BPCS-C. The 2-factors structure presented an adequate adjustment and can be used for brazilian children population. Although different from the number of factors of the original scale, the instrument measured the most used value for diagnosis, total score. The lack of difference between scores in chronic pain and healthy children suggests the necessity of further studies on catastrophizing in children, as well as for specific instruments, instead of simple adaptation of those used in adults.

Introdução: Ruminação é a perseveração mal-adaptativa de pensamentos auto-centrados. Evidências sinalizam que ela está associada com início e manutenção de episódios depressivos, e ocorre em múltiplos transtornos mentais. A ruminação está associada com marcadores de desenvolvimento psicopatológico, como volumetria cerebral, memória, genes do BDNF e serotonina. É necessário aprofundar o conhecimento da ruminação enquanto traço dimensional, e conhecer melhor sua associação com variáveis sóciodemográficas, biológicas e clínicas para entender quando passa a ser um sintoma. Entretanto, aferi-la é um desafio, considerando que só existem escalas psicométricas. A mais utilizada, Ruminative Response Scale (RRS), foi validada em amostras não-clínicas. Objetivos: Avaliar ruminação transdiagnosticamente e determinar a validade de constructo da RRS em amostra clínica, buscando determinar fatores sócio-demográficos, clínicos e neurobiológicos associados a maiores escores de ruminação. Métodos: Estudo transversal, amostra não-probabilística. Foram convidados a participar 944 pacientes em atendimento psiquiátrico ambulatorial no HCPA entre março/2015 e junho/2016, maiores de 18 anos, que soubessem ler e escrever, e portadores de transtornos bipolares, depressão, esquizofrenia, esquizoafetivo, ansiedade generalizada, pânico, fobia específica e obsessivocompulsivo. Foram excluídos 373 com doenças que alteram resposta inflamatória, dependência química, gravidez, lactação, doenças neurológicas, vasculares e degenerativas. Recusaram-se a participar 254. Foram incluídos 317 pacientes, e 200 completaram a coleta de dados, que foi realizada em 4 etapas: 1) perfil sócio-demográfico e escalas auto-aplicáveis: ruminação, preocupação e funcionalidade; 2) amostras de sangue e entrevista clínica para aplicação das escalas de sintomas: depressão, mania, ansiedade e gravidade; 3) confirmação diagnóstica; e 4) processamento, armazenamento e análises bioquímicas das amostras de sangue. No primeiro artigo, revisamos sistematicamente a literatura sobre ruminação nos transtornos bipolares. No segundo, determinamos as validades de construto e externa da RRS. No terceiro, usamos machine learning para encontrar padrões de ruminação e determinar quais variáveis associadas preveem ruminação. Resultados: Ruminação está presente em todas as fases do transtorno bipolar, e é um sintoma estável independente do estado de humor, apesar de ter relação estreia com ele. Verificou-se também que mulheres ruminam mais que homens. Os escores de ruminação foram menores nos portadores de esquizofrenia que nos com depressão maior, bipolaridade e ansiedade. RRS apresentou boa confiabilidade, com 2-fatores correlacionados, brooding e ponderação, que apresentaram similaridade nas correlações com medidas clínicas, confirmando a validade externa transdiagnóstica. Por fim, encontrou-se que as variáveis associadas aos pacientes que mais ruminam são preocupação, sintomas de ansiedade generalizada e depressão, gravidade, nível socioeconômico e diagnóstico atual de pânico, sinalizando que ruminação pode ser um marcador de maior sensibilidade à ansiedade. Discussão: Ruminação parece ser um sintoma transdiagnóstico marcador de sofrimento. Os resultados desta tese contribuem para ampliar a discussão sobre diagnóstico psiquiátrico, agregando evidências para aprimorar as definições de limites e sobreposições diagnósticas entre as doenças mentais em que a ruminação ocorre. Por fim, conhecer melhor os mecanismos bioquímicos e clínicos envolvidos na ruminação contribuem na compreensão sobre quando ela deixa de ser um traço normal e vira um sintoma que necessita de tratamento. / Introduction: Rumination has been described as maladaptive perseveration of self-centered thoughts. Evidence indicates that rumination is associated with onset and maintenance of depressive episodes, it’s present in several mental disorders. Rumination is associated with markers of development of psychopathology, such as cerebral volumetry, memory, BDNF and serotonin genes. Measuring rumination is a challenge, considering that are available only psychometric scales. The most used, the Ruminative Responses Scale (RRS), was validated on non-clinical samples. Objectives: To evaluate transdiagnostically the rumination and to determine construct validity of the RRS in outpatients, in order to determine which associated factors lead the patients to ruminate. Methods: Cross-sectional study, non-probabilistic sample. A total of 944 patients in psychiatric outpatient treatment at HCPA between March / 2015 and June / 2016, major than 18 years old, knowing read and write, presenting bipolar disorder, schizophrenia, schizoaffective disorder, generalized anxiety disorder, panic disorder, phobia specific and obsessive-compulsive disorder were invited to participate. We excluded 373 patients with diseases that alter inflammatory response, chemical dependence, pregnancy, lactation, neurological, vascular and degenerative diseases. Two hundred fifty four refused to participate, 317 were included, and 200 completed the data collection, which was performed in 4 stages: 1) socio-demographic profile and self-applicable scales: rumination, worry and functionality; 2) blood samples and clinical interview for the application of symptom scales: depression, mania, anxiety and severity; 3) diagnostic confirmation; and 4) processing, storage and biochemical analyzes of blood samples. In the first article, we systematically reviewed the literature on rumination in bipolar disorders. In the second, we evaluated construct and external validity of RRS. In the third, we used machine learning algorithms to find patterns of rumination and to determine which associated variables predict rumination. Results: Rumination is present in all phases of bipolar disorder, it is a stable symptom, independent of mood, despite it has close relationship with it. It has also been found that women ruminate more than men. Rumination scores were lower in patients with schizophrenia than in major depression, bipolarity and anxiety patients. RRS presented good reliability, with correlated 2-factors, brooding and pondering, which presented similar correlations with clinical measures, confirming the external transdiagnostic validity. Finally, it was found that the variables associated with the greater scores of rumination are worry, symptoms of generalized anxiety and depression, severity of symptoms, socioeconomic level and current diagnosis of panic, signaling that rumination may be a marker of greater sensitivity to anxiety. Discussion: Rumination seems to be a transdiagnostic symptom of suffering. The results of this thesis contribute to broadening the discussion about psychiatric diagnostic, adding evidence to improve the definitions of limits and diagnostic overlaps between mental illnesses in which rumination occurs. Finally, a better understanding of the biochemical and clinical mechanisms involved in rumination may contribute to understanding of when rumination ceases to be a normal trait and becomes a symptom that requires treatment.

Introdução: Em crianças e adolescentes, o Transtorno de Humor Bipolar (THB) é associado a danos devastadores no desenvolvimento. O Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade (TDAH), caracterizado por sintomas de desatenção, hiperatividade e impulsividade também causa prejuízo funcional significativo. O diagnóstico diferencial entre os dois transtornos é puramente clínico e, até o momento, há poucos estudos avaliando diferenças neurobiológicas. Diversas pesquisas sugerem a participação do Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF), cujo papel não foi elucidado em crianças e adolescentes com THB e com TDAH. Apesar das altas taxas de comorbidade entre o THB e o TDAH, de uma pior resposta ao tratamento e de um pior funcionamento psicossocial quando da comorbidade, apenas dois estudos avaliaram a resposta ao tratamento especificamente neste grupo de pacientes. Objetivos: O objetivo principal deste trabalho é avançar no entendimento do papel do BDNF na psicopatologia do THB e do TDAH, visando sua diferenciação. O tratamento da comorbidade com estimulantes tambem foi estudado. Métodos: A transmissão do alelo Val66 do BDNF foi avaliada em famílias de crianças e adolescentes com THB e TDAH, assim como o efeito do gene no nível sérico da proteína do BDNF entre os grupos. Foi realizada a comparação dos níveis séricos entre pacientes com THB em comorbidade com TDAH e TDAH isolado. Um estudo clínico cruzado com estimulantes foi realizado em crianças e adolescentes com THB e TDAH em comorbidade que tinham apresentado remissão dos sintomas de humor com o uso de aripiprazol, mas persistência dos sintomas de TDAH. Os sintomas de mania, depressão, desatenção e hiperatividade foram acompanhados ao longo de quatro semanas de tratamento, duas com placebo ou metilfenidato e duas com o tratamento inverso. Resultados: Na investigação da transmissão do gene do BDNF em crianças e adolescentes não foi detectada diferença significativa na transmissão do alelo Val66. Tampouco foi observada diferença significativa nos níveis séricos da proteína do BDNF entre os pacientes com THB em comorbidade com TDAH, quando comparados aos pacientes com TDAH e controles. No estudo cruzado com crianças e adolescentes com THB em comorbidade com TDAH, não houve diferenças entre os grupos com placebo ou estimulantes na resposta ao tratamento nos sintomas de TDAH. Os sintomas de humor mantiveram-se estáveis a despeito do uso de metilfenidato. Conclusões: Os achados quanto ao gene do BDNF não sugerem sua participação na neurobiologia do THB ou no TDAH, ou que devido à herança poligênica característica dos transtornos mentais, sua participação seja pequena. O achado de diferença significativa entre os níveis séricos do BDNF de crianças e adolescentes com THB+TDAH e TDAH indica que esse tema deve ser mais estudado, e, caso seja também encontrado de forma consistente por outros grupos, possa vir a ser utilizado como marcador biológico na diferenciação diagnóstica entre essas condições. No estudo de tratamento da comorbidade entre THB e TDAH, a ausência de resposta ao metilfenidato nos sintomas de TDAH em pacientes que apresentam a comorbidade reforça a evidência de que há pior resposta ao tratamento neste grupo, dado o elevado tamanho de efeito do metilfenidato no tratamento do TDAH em isolado O estudo de fatores biológicos para um melhor entendimento da psicopatologia e conseqüente diferenciação dos transtornos mentais tem extrema relevância porque a identificação destes fatores pode auxiliar na elaboração de tratamentos mais precisos, urgentemente necessários devido às graves conseqüências do THB e do TDAH nas vidas dos pacientes e de suas famílias. A criação de um programa específico para Crianças e Adolescentes com Transtorno Bipolar (ProCAB) e de uma linha de pesquisa com foco na etiologia e tratamento possibilitam uma constante geração de conhecimento nesta área, onde poucos estudos estão disponíveis. / Introduction: Bipolar Disorder (BD) in children and adolescents is associated to devastating developmental deficits. Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD), characterized by inattention, hyperactivity, and impulsivity, also promotes significant impairment. Differential diagnosis between both conditions is purely clinical – currently, there are scarce investigations on neurobiological differences. Several studies suggest the participation of the Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) in these disorders, whose role has not been elucidated in BD and ADHD in children and adolescents. Despite high comorbidity rates between BD and ADHD, worse psychosocial functioning, and worse response to treatment, only two studies addressed treatment response specifically in this group of patients. Objectives: promote advances in understanding the role of BDNF in the psychopathology of BD and ADHD. The treatment of the comorbidity was also studied. Methods: Transmission of the Val66 allele at the BDNF was assessed in children and adolescents with BD and ADHD, as well as the effect of the gene on the serum levels of BDNF protein in both conditions. BDNF serum levels were compared between patients with BD comorbid with ADHD, and ADHD. A crossover clinical trial with stimulants and placebo was performed with children and adolescents preseting BD and comorbid ADHD. Manic, depressive, inatention and hyperactivity symptoms were assessed along a 4-week treatment, 2 weeks in each treatment arm (placebo or stimulants). Results: There was no significant transmission of the Val66 allele at the BDNF gene in children and adolescents with BD or ADHD. A significant difference in BDNF protein serum levels between BD+ADHD when compared to ADHD alone and controls. In the crossover trial with children and adolescents with BD and comorbid ADHD, we did not observe differences between the placebo and stimulant treatment groups in the response of ADHD symptoms. Mood symptoms remained stable despite the use of methylphenidate. Conclusions: our results regarding the BDNF gene do not suggest its participation in the neurobiology of BD or ADHD, or that due to the polygenic characteristic of mental disorders, that this gene confers a only a small risk, undetectable in our sample. The finding of a significant difference in BDNF serum levels between BD comorbid with ADHD, and ADHD alone warrants further investigation, and in case replication studies with larger samples from other groups are positive, BDNF serum levels might be used as a biological marker in the diagnostic difference between these conditions. In the investigation of the treatment of the comorbidity between BD and ADHD, the absence of different responses between placebo and methylphenidate in ADHD symptoms strengthens the evidence that there is a worse response to treatment in this group, given the large effect size of methylphenidate response in the treatment of ADHD alone. The quest for biological markers for a better understanding of the psychopathology and subsequent differentiation of mental disorders is extremely relevant. The identification of these factors may facilitate the creation of more accurate treatment regimens, urgently needed due to the severe developmental consequences of BD and ADHD in the patients’ and families’ lives. In this sense, the creation of a specific outpatient program for children and adolescent BD (ProCAB), a research line with focus on risk factors and treatment, will enable a Constant generation of knowledge in this área, where scarce data is available.

As exposições precoces às diferentes intervenções, como dietas e estresse, estão associadas a persistentes alterações sobre aspectos neuroquímicos e comportamentais, podendo este ser considerado um gatilho de transtornos psiquiátricos na vida adulta. O presente trabalho objetivou determinar se estas intervenções neonatais poderiam interagir com uma dieta deficiente em ácidos graxos poliinsaturados n-3 (n-3 PUFA), aplicados durante o desenvolvimento, com foco nos níveis centrais (hipocampo) e séricos do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF), bem como sobre a atividade enzimática e aspectos morfológicos (e.g. massa, potencial) mitocondriais do hipocampo de ratos machos adultos. Em nossa abordagem experimental animal, as ninhadas foram distribuídas aleatoriamente nos grupos intactos, manipulados neonatalmente [MN, separação mãe-filhote durante 10min/dia, entre o 1° e o 10° dia pós-natal (DPN)] e separado maternalmente [SM, separação mãe-filhote durante 3h/dia, entre o 1° e o 10° DPN]. No DPN 35, os filhotes machos foram agrupados em dieta n-3 PUFA adequada ou deficiente, por 17 semanas de tratamento. O peso e o consumo de ração foram aferidos semanalmente. Após este tratamento, soro e hipocampo foram coletados. Kits comerciais foram utilizados para a medição dos níveis hipocampais e séricos de BDNF (ELISA), bem como a atividade dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (método enzimático, análise espectrofotométrica), massa e potencial mitocondriais (MitoTracker, citometria de fluxo). A expressão gênica de BDNF no hipocampo também foi medido por RT-qPCR. Os testes estatísticos utilizados foram ANOVA de duas vias ou de medidas repetidas. Os níveis de significâncias foram fixados em p<0,05. A dieta deficiente em n-3 PUFA, associada aos estressores neonatais deste estudo (MN, SM) foram capazes de alterar o peso corporal e a ingestão de alimentos de um modo específico, uma vez que os níveis mais elevados destes parâmetros foram encontrados em animais submetidos a SM. Animais submetidos a MN alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente exibiram uma maior atividade exploratória em resposta a um psicoestimulante (dietilpropiona). Embora os níveis proteicos séricos e hipocampais de BDNF permaneceram inalterados pelos tratamentos aplicados, fomos capazes de demonstrar a redução de sua expressão gênica em animais alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente. Considerando os padrões mitocondriais e parâmetros de estresse oxidativo, as atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx) e catalase (CAT), bem como a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) se encontraram aumentadas no hipocampo de animais submetidos a uma deficiência crônica em n-3 PUFA. Esta deficiência mostrou interações com o fator estresse neonatal em alguns destes parâmetros (e.g. atividade da GPx, produção de EROs), indicando um possível sinergismo entre estressores neonatais e a deficiência em n-3 PUFA. Os níveis de tióis foram significativamente menores nos grupos estressados (MN, SM), sendo a dieta n-3 PUFA deficiente capaz de aumentar a quantidade de tiol no hipocampo. Por outro lado, animais estressados tratados cronicamente com uma dieta deficiente em n-3 PUFA apresentaram níveis mais elevados de tiol. Contudo, a MN per se foi capaz de diminuir o potencial mitocondrial hipocampal. Adicionalmente, um estudo com humanos teve como objetivo correlacionar os níveis de BDNF periféricos ao consumo de n-3 PUFA em adolescentes. Para este estudo, 137 adolescentes de uma amostra enriquecida para psicopatologias de ansiedade foram submetidos a um questionário de frequência alimentar (QFA), para uma análise quantitativa do consumo de macronutrientes e micronutrientes de n-3 PUFA. As correlações de Spearman foram realizadas para avaliar possíveis associações entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis periféricos de BDNF. As amostras de sangue foram coletadas entre 7 a 10h após o período de 10-12h de jejum, sendo o soro armazenado para medir os níveis de BDNF. Todas as análises de BDNF foram realizadas no mesmo dia por ELISA, utilizando anticorpos monoclonais específicos para o BDNF, de acordo com as instruções do fabricante. Os efeitos de possíveis confundidores (e.g. consumo total de gordura, idade, sexo e medida de ansiedade) foram examinados por modelos de regressões lineares. Apesar de algumas limitações apresentadas (e.g. o tamanho reduzido da amostra, alta incidência de adolescentes ansiosos), o que poderia limitar a validade externa deste resultado, fomos capazes de detectar uma correlação entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis séricos de BNDF em adolescentes. Como conclusão geral, esta tese demonstra que a manipulação neonatal e separação materna, associada com uma deficiência em n-3 PUFA, são capazes de alterar parâmetros comportamentais e neuroquímicos na idade adulta. Este sinergismo foi capaz de diminuir a expressão gênica de BDNF no hipocampo, embora não apresentando qualquer alteração deste parâmetro perifericamente. A correlação entre os níveis consumidos de n-3 PUFA, em uma população de adolescentes em idade escolar, com os níveis séricos de BDNF também foi encontrada. Ainda, as alterações nas atividades enzimáticas mitocondriais observadas no hipocampo destes animais reforçam a importância da participação desta estrutura, além de sua possível relação com o desenvolvimento de desordens psiquiátricas e de humor. Considerando-se a nossa abordagem metodológica em ratos, a mesma pode ser um protocolo útil para se estudarem as interações entre o ambiente precoce e a nutrição ao curso de vida em diferentes desfechos neuroquímicos. / Early exposure to different interventions, as diets and stress, are associated with persistent alterations in neurochemistry and behavior, and can be considered a trigger of psychiatric disorders in adulthood. This study investigated whether neonatal interventions interact with a diet deficient in n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) applied during development, focusing on central (hippocampus) and serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF), as well as mitochondrial enzymatic activity and morphology (e.g. mass, potential) in adult male rats. In our animal study, litters were randomized into non-handled (NH), handled [H, mother-offspring separation for 10min/day from 1st-10th postnatal day (PND)] and separated (S, separation for 3h/day from the 1st-10th PND) groups. On PND 35, male pups were randomized into adequate or deficient diet in n-3 PUFA for 17 weeks. The weight and food intake were measured weekly. Serum and hippocampi were collected after this n-3 PUFA treatment. Commercial kits were used for measuring hippocampal and serum BDNF (ELISA), as well as mitochondrial chain respirator complexes (enzymatic method, spectrophotometric analysis), mitochondrial mass and potential (MitoTracker, flow citometry). Hippocampal BDNF gene expression was also measure by RT-qPCR. Statistical testes used were Two-Way or repeated measures ANOVA. Significance levels were set at p<0.05. A n-3 PUFA deficient diet, in association with neonatal stressors used in this study (H, MS) were able to alter body weight and food intake in a specific way, since higher levels of these parameters were found in animals subjected to MS. Animals subjected to H fed an n-3 PUFA deficient diet displayed enhanced exploratory activity in response to a psychostimulant (diethylpropion). Although serum protein levels and hippocampus BDNF remained unchanged by the treatments applied, we were able to demonstrate its gene expression reduction in the hippocampus of animals fed an n-3 PUFA deficient diet. Considering mitochondrial and oxidative stress parameters, the activities of antioxidant enzymes glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) and the production of reactive oxygen species (ROS) were increased in the hippocampus of rats subjected to a deficiency n-3 PUFA. This deficiency displayed interactions with neonatal stress factor in some of these parameters (e.g. GPx activity, ROS), indicating a possible synergism between neonatal stressors and n-3 PUFA deficiency. Thiol levels were significantly decreased by neonatal stressors (H and MS), and the n-3 PUFA deficient diet was able to increase its total amount in hippocampus. On the other hand, chronically stressed animals treated with an n-3 PUFA deficient diet showed higher thiol levels. However, H per se was able to decrease mitochondrial potential in hippocampus. Additionally, a clinical study aimed to correlate peripheral BDNF levels and n-3 PUFA consumption in adolescents. For this study, 137 adolescents from a sample enriched for psychopathology of anxiety were subjected to a food frequency questionnaire (FFQ), in order for measuring the quantitative analysis of n-3 PUFA macronutrients and micronutrients consumption. Spearman correlations were performed to assess the association between n-3 PUFA consumption and serum BDNF levels. Blood samples were collected between 7 and 10h after fasting period of 10-12h, and serum was stored in order to measure BDNF levels. All BDNF measurements were performed in the same day by sandwich-ELISA using monoclonal antibodies specific for BDNF, according to the manufacturer’s instructions. Effects of potential confounders (e.g. total fat consumption, age, gender, anxiety) were examined using linear regression models. Although some limitations were presented (e.g. small sample size with high incidence of eager teenagers), which could limit the external validity of this result, we were able to detect a correlation between the consumption of n-3 PUFA and BDNF serum levels in adolescents. As a general conclusion, this thesis reports that neonatal handling and maternal separation, associated with a nutritional deficiency in n-3 PUFA, were able to change behavioral and neurochemical parameters in adulthood. This synergism was able to decrease BDNF gene expression in the hippocampus, while not presenting any change of this parameter peripherally. A correlation between the consumption levels of n-3 PUFA, in a population of schoolchildren with BDNF serum levels was also found. Still, changes in mitochondrial enzymatic activities observed in the hippocampus of these animals reinforce the importance of this structure participation and its relation to the development of psychiatric and mood disorders. Considering our rat methodological approach, it can be a useful tool for studying the interactions between early life environment and life-course nutrition on different neurochemical outcomes.

Submitted by VÍTOR BONETTI VALENTE null (vitorbvalente89@hotmail.com) on 2016-10-14T20:59:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Vitor B. Valente_Versão Definitiva.pdf: 1948563 bytes, checksum: 03b2d1c12fa8b8b2c7b0c39faf9bb490 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-19T19:14:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 valente_vb_me_arafo_par.pdf: 678709 bytes, checksum: 264cdeca2ea5cfd220b36a541cd5ae2c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-19T19:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 valente_vb_me_arafo_par.pdf: 678709 bytes, checksum: 264cdeca2ea5cfd220b36a541cd5ae2c (MD5) Previous issue date: 2016-09-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Evidências mostram que os hormônios relacionados ao estresse podem influenciar a progressão do câncer, mas o papel destes mediadores sobre o processo de carcinogênese no microambiente tecidual, em condições naturais, é pouco compreendido. Neste estudo, nós utilizamos um modelo de carcinogênese bucal em ratos para testar a hipótese de que os níveis de hormônios relacionados ao estresse no microambiente tecidual em condições naturais (sem estresse) pré-indução carcinogênica influenciam a ocorrência e progressão do carcinoma espinocelular (CEC) de língua. Quarenta e oito ratos machos Wistar foram submetidos a uma biópsia de tecido lingual normal previamente à indução carcinogênica e os níveis teciduais de norepinefrina, corticosterona, ACTH e BDNF foram mensurados. Três semanas depois os animais foram tratados com o carcinógeno químico 4-nitroquinolina-1-óxido (4NQO) por 20 semanas e a ocorrência de CEC ou Leucoplasia (lesão precursora do CEC) na língua foi analisada microscopicamente. Níveis basais aumentados pré-carcinogênese de norepinefrina e BDNF e níveis reduzidos de corticosterona foram preditivos para ocorrência de CEC. Níveis basais elevados de norepinefrina foram associados à uma expressão reduzida de RNAm para CDKN2a-p16 nos CECs. Níveis teciduais de corticosterona e BDNF nas leucoplasias e corticosterona no CEC foram significativamente mais elevados em relação a mucosa normal pré-carcinogênese. Níveis elevados de norepinefrina no microambiente dos CECs foram associados a um maior volume e espessura do tumor. Da mesma forma, níveis elevados de norepinefrina, ACTH e BDNF no CEC foram associados a uma menor intensidade do infiltrado linfoplasmocitário subjacente ao tumor. Além disso, maior expressão de RNAm para IL-6 no CEC foi correlacionada à níveis elevados de corticosterona pós-carcinogênese. Este estudo mostra as primeiras evidências in vivo de que os níveis basais de hormônios do estresse no microambiente do tecido normal podem ser preditivos para a incidência do câncer quimicamente induzido. Além disso, a ação do carcinógeno pode modular os níveis hormonais no microambiente tecidual e estes podem estar associados à progressão do tumor. Em suma, estes dados sugerem que a susceptibilidade ao início e progressão do carcinoma quimicamente induzido pode ser diretamente influenciada por diferenças individuais endócrinas no microambiente pré-carcinogênese.

As exposições precoces às diferentes intervenções, como dietas e estresse, estão associadas a persistentes alterações sobre aspectos neuroquímicos e comportamentais, podendo este ser considerado um gatilho de transtornos psiquiátricos na vida adulta. O presente trabalho objetivou determinar se estas intervenções neonatais poderiam interagir com uma dieta deficiente em ácidos graxos poliinsaturados n-3 (n-3 PUFA), aplicados durante o desenvolvimento, com foco nos níveis centrais (hipocampo) e séricos do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF), bem como sobre a atividade enzimática e aspectos morfológicos (e.g. massa, potencial) mitocondriais do hipocampo de ratos machos adultos. Em nossa abordagem experimental animal, as ninhadas foram distribuídas aleatoriamente nos grupos intactos, manipulados neonatalmente [MN, separação mãe-filhote durante 10min/dia, entre o 1° e o 10° dia pós-natal (DPN)] e separado maternalmente [SM, separação mãe-filhote durante 3h/dia, entre o 1° e o 10° DPN]. No DPN 35, os filhotes machos foram agrupados em dieta n-3 PUFA adequada ou deficiente, por 17 semanas de tratamento. O peso e o consumo de ração foram aferidos semanalmente. Após este tratamento, soro e hipocampo foram coletados. Kits comerciais foram utilizados para a medição dos níveis hipocampais e séricos de BDNF (ELISA), bem como a atividade dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (método enzimático, análise espectrofotométrica), massa e potencial mitocondriais (MitoTracker, citometria de fluxo). A expressão gênica de BDNF no hipocampo também foi medido por RT-qPCR. Os testes estatísticos utilizados foram ANOVA de duas vias ou de medidas repetidas. Os níveis de significâncias foram fixados em p<0,05. A dieta deficiente em n-3 PUFA, associada aos estressores neonatais deste estudo (MN, SM) foram capazes de alterar o peso corporal e a ingestão de alimentos de um modo específico, uma vez que os níveis mais elevados destes parâmetros foram encontrados em animais submetidos a SM. Animais submetidos a MN alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente exibiram uma maior atividade exploratória em resposta a um psicoestimulante (dietilpropiona). Embora os níveis proteicos séricos e hipocampais de BDNF permaneceram inalterados pelos tratamentos aplicados, fomos capazes de demonstrar a redução de sua expressão gênica em animais alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente. Considerando os padrões mitocondriais e parâmetros de estresse oxidativo, as atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx) e catalase (CAT), bem como a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) se encontraram aumentadas no hipocampo de animais submetidos a uma deficiência crônica em n-3 PUFA. Esta deficiência mostrou interações com o fator estresse neonatal em alguns destes parâmetros (e.g. atividade da GPx, produção de EROs), indicando um possível sinergismo entre estressores neonatais e a deficiência em n-3 PUFA. Os níveis de tióis foram significativamente menores nos grupos estressados (MN, SM), sendo a dieta n-3 PUFA deficiente capaz de aumentar a quantidade de tiol no hipocampo. Por outro lado, animais estressados tratados cronicamente com uma dieta deficiente em n-3 PUFA apresentaram níveis mais elevados de tiol. Contudo, a MN per se foi capaz de diminuir o potencial mitocondrial hipocampal. Adicionalmente, um estudo com humanos teve como objetivo correlacionar os níveis de BDNF periféricos ao consumo de n-3 PUFA em adolescentes. Para este estudo, 137 adolescentes de uma amostra enriquecida para psicopatologias de ansiedade foram submetidos a um questionário de frequência alimentar (QFA), para uma análise quantitativa do consumo de macronutrientes e micronutrientes de n-3 PUFA. As correlações de Spearman foram realizadas para avaliar possíveis associações entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis periféricos de BDNF. As amostras de sangue foram coletadas entre 7 a 10h após o período de 10-12h de jejum, sendo o soro armazenado para medir os níveis de BDNF. Todas as análises de BDNF foram realizadas no mesmo dia por ELISA, utilizando anticorpos monoclonais específicos para o BDNF, de acordo com as instruções do fabricante. Os efeitos de possíveis confundidores (e.g. consumo total de gordura, idade, sexo e medida de ansiedade) foram examinados por modelos de regressões lineares. Apesar de algumas limitações apresentadas (e.g. o tamanho reduzido da amostra, alta incidência de adolescentes ansiosos), o que poderia limitar a validade externa deste resultado, fomos capazes de detectar uma correlação entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis séricos de BNDF em adolescentes. Como conclusão geral, esta tese demonstra que a manipulação neonatal e separação materna, associada com uma deficiência em n-3 PUFA, são capazes de alterar parâmetros comportamentais e neuroquímicos na idade adulta. Este sinergismo foi capaz de diminuir a expressão gênica de BDNF no hipocampo, embora não apresentando qualquer alteração deste parâmetro perifericamente. A correlação entre os níveis consumidos de n-3 PUFA, em uma população de adolescentes em idade escolar, com os níveis séricos de BDNF também foi encontrada. Ainda, as alterações nas atividades enzimáticas mitocondriais observadas no hipocampo destes animais reforçam a importância da participação desta estrutura, além de sua possível relação com o desenvolvimento de desordens psiquiátricas e de humor. Considerando-se a nossa abordagem metodológica em ratos, a mesma pode ser um protocolo útil para se estudarem as interações entre o ambiente precoce e a nutrição ao curso de vida em diferentes desfechos neuroquímicos. / Early exposure to different interventions, as diets and stress, are associated with persistent alterations in neurochemistry and behavior, and can be considered a trigger of psychiatric disorders in adulthood. This study investigated whether neonatal interventions interact with a diet deficient in n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) applied during development, focusing on central (hippocampus) and serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF), as well as mitochondrial enzymatic activity and morphology (e.g. mass, potential) in adult male rats. In our animal study, litters were randomized into non-handled (NH), handled [H, mother-offspring separation for 10min/day from 1st-10th postnatal day (PND)] and separated (S, separation for 3h/day from the 1st-10th PND) groups. On PND 35, male pups were randomized into adequate or deficient diet in n-3 PUFA for 17 weeks. The weight and food intake were measured weekly. Serum and hippocampi were collected after this n-3 PUFA treatment. Commercial kits were used for measuring hippocampal and serum BDNF (ELISA), as well as mitochondrial chain respirator complexes (enzymatic method, spectrophotometric analysis), mitochondrial mass and potential (MitoTracker, flow citometry). Hippocampal BDNF gene expression was also measure by RT-qPCR. Statistical testes used were Two-Way or repeated measures ANOVA. Significance levels were set at p<0.05. A n-3 PUFA deficient diet, in association with neonatal stressors used in this study (H, MS) were able to alter body weight and food intake in a specific way, since higher levels of these parameters were found in animals subjected to MS. Animals subjected to H fed an n-3 PUFA deficient diet displayed enhanced exploratory activity in response to a psychostimulant (diethylpropion). Although serum protein levels and hippocampus BDNF remained unchanged by the treatments applied, we were able to demonstrate its gene expression reduction in the hippocampus of animals fed an n-3 PUFA deficient diet. Considering mitochondrial and oxidative stress parameters, the activities of antioxidant enzymes glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) and the production of reactive oxygen species (ROS) were increased in the hippocampus of rats subjected to a deficiency n-3 PUFA. This deficiency displayed interactions with neonatal stress factor in some of these parameters (e.g. GPx activity, ROS), indicating a possible synergism between neonatal stressors and n-3 PUFA deficiency. Thiol levels were significantly decreased by neonatal stressors (H and MS), and the n-3 PUFA deficient diet was able to increase its total amount in hippocampus. On the other hand, chronically stressed animals treated with an n-3 PUFA deficient diet showed higher thiol levels. However, H per se was able to decrease mitochondrial potential in hippocampus. Additionally, a clinical study aimed to correlate peripheral BDNF levels and n-3 PUFA consumption in adolescents. For this study, 137 adolescents from a sample enriched for psychopathology of anxiety were subjected to a food frequency questionnaire (FFQ), in order for measuring the quantitative analysis of n-3 PUFA macronutrients and micronutrients consumption. Spearman correlations were performed to assess the association between n-3 PUFA consumption and serum BDNF levels. Blood samples were collected between 7 and 10h after fasting period of 10-12h, and serum was stored in order to measure BDNF levels. All BDNF measurements were performed in the same day by sandwich-ELISA using monoclonal antibodies specific for BDNF, according to the manufacturer’s instructions. Effects of potential confounders (e.g. total fat consumption, age, gender, anxiety) were examined using linear regression models. Although some limitations were presented (e.g. small sample size with high incidence of eager teenagers), which could limit the external validity of this result, we were able to detect a correlation between the consumption of n-3 PUFA and BDNF serum levels in adolescents. As a general conclusion, this thesis reports that neonatal handling and maternal separation, associated with a nutritional deficiency in n-3 PUFA, were able to change behavioral and neurochemical parameters in adulthood. This synergism was able to decrease BDNF gene expression in the hippocampus, while not presenting any change of this parameter peripherally. A correlation between the consumption levels of n-3 PUFA, in a population of schoolchildren with BDNF serum levels was also found. Still, changes in mitochondrial enzymatic activities observed in the hippocampus of these animals reinforce the importance of this structure participation and its relation to the development of psychiatric and mood disorders. Considering our rat methodological approach, it can be a useful tool for studying the interactions between early life environment and life-course nutrition on different neurochemical outcomes.

Introdução: Em crianças e adolescentes, o Transtorno de Humor Bipolar (THB) é associado a danos devastadores no desenvolvimento. O Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade (TDAH), caracterizado por sintomas de desatenção, hiperatividade e impulsividade também causa prejuízo funcional significativo. O diagnóstico diferencial entre os dois transtornos é puramente clínico e, até o momento, há poucos estudos avaliando diferenças neurobiológicas. Diversas pesquisas sugerem a participação do Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF), cujo papel não foi elucidado em crianças e adolescentes com THB e com TDAH. Apesar das altas taxas de comorbidade entre o THB e o TDAH, de uma pior resposta ao tratamento e de um pior funcionamento psicossocial quando da comorbidade, apenas dois estudos avaliaram a resposta ao tratamento especificamente neste grupo de pacientes. Objetivos: O objetivo principal deste trabalho é avançar no entendimento do papel do BDNF na psicopatologia do THB e do TDAH, visando sua diferenciação. O tratamento da comorbidade com estimulantes tambem foi estudado. Métodos: A transmissão do alelo Val66 do BDNF foi avaliada em famílias de crianças e adolescentes com THB e TDAH, assim como o efeito do gene no nível sérico da proteína do BDNF entre os grupos. Foi realizada a comparação dos níveis séricos entre pacientes com THB em comorbidade com TDAH e TDAH isolado. Um estudo clínico cruzado com estimulantes foi realizado em crianças e adolescentes com THB e TDAH em comorbidade que tinham apresentado remissão dos sintomas de humor com o uso de aripiprazol, mas persistência dos sintomas de TDAH. Os sintomas de mania, depressão, desatenção e hiperatividade foram acompanhados ao longo de quatro semanas de tratamento, duas com placebo ou metilfenidato e duas com o tratamento inverso. Resultados: Na investigação da transmissão do gene do BDNF em crianças e adolescentes não foi detectada diferença significativa na transmissão do alelo Val66. Tampouco foi observada diferença significativa nos níveis séricos da proteína do BDNF entre os pacientes com THB em comorbidade com TDAH, quando comparados aos pacientes com TDAH e controles. No estudo cruzado com crianças e adolescentes com THB em comorbidade com TDAH, não houve diferenças entre os grupos com placebo ou estimulantes na resposta ao tratamento nos sintomas de TDAH. Os sintomas de humor mantiveram-se estáveis a despeito do uso de metilfenidato. Conclusões: Os achados quanto ao gene do BDNF não sugerem sua participação na neurobiologia do THB ou no TDAH, ou que devido à herança poligênica característica dos transtornos mentais, sua participação seja pequena. O achado de diferença significativa entre os níveis séricos do BDNF de crianças e adolescentes com THB+TDAH e TDAH indica que esse tema deve ser mais estudado, e, caso seja também encontrado de forma consistente por outros grupos, possa vir a ser utilizado como marcador biológico na diferenciação diagnóstica entre essas condições. No estudo de tratamento da comorbidade entre THB e TDAH, a ausência de resposta ao metilfenidato nos sintomas de TDAH em pacientes que apresentam a comorbidade reforça a evidência de que há pior resposta ao tratamento neste grupo, dado o elevado tamanho de efeito do metilfenidato no tratamento do TDAH em isolado O estudo de fatores biológicos para um melhor entendimento da psicopatologia e conseqüente diferenciação dos transtornos mentais tem extrema relevância porque a identificação destes fatores pode auxiliar na elaboração de tratamentos mais precisos, urgentemente necessários devido às graves conseqüências do THB e do TDAH nas vidas dos pacientes e de suas famílias. A criação de um programa específico para Crianças e Adolescentes com Transtorno Bipolar (ProCAB) e de uma linha de pesquisa com foco na etiologia e tratamento possibilitam uma constante geração de conhecimento nesta área, onde poucos estudos estão disponíveis. / Introduction: Bipolar Disorder (BD) in children and adolescents is associated to devastating developmental deficits. Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD), characterized by inattention, hyperactivity, and impulsivity, also promotes significant impairment. Differential diagnosis between both conditions is purely clinical – currently, there are scarce investigations on neurobiological differences. Several studies suggest the participation of the Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) in these disorders, whose role has not been elucidated in BD and ADHD in children and adolescents. Despite high comorbidity rates between BD and ADHD, worse psychosocial functioning, and worse response to treatment, only two studies addressed treatment response specifically in this group of patients. Objectives: promote advances in understanding the role of BDNF in the psychopathology of BD and ADHD. The treatment of the comorbidity was also studied. Methods: Transmission of the Val66 allele at the BDNF was assessed in children and adolescents with BD and ADHD, as well as the effect of the gene on the serum levels of BDNF protein in both conditions. BDNF serum levels were compared between patients with BD comorbid with ADHD, and ADHD. A crossover clinical trial with stimulants and placebo was performed with children and adolescents preseting BD and comorbid ADHD. Manic, depressive, inatention and hyperactivity symptoms were assessed along a 4-week treatment, 2 weeks in each treatment arm (placebo or stimulants). Results: There was no significant transmission of the Val66 allele at the BDNF gene in children and adolescents with BD or ADHD. A significant difference in BDNF protein serum levels between BD+ADHD when compared to ADHD alone and controls. In the crossover trial with children and adolescents with BD and comorbid ADHD, we did not observe differences between the placebo and stimulant treatment groups in the response of ADHD symptoms. Mood symptoms remained stable despite the use of methylphenidate. Conclusions: our results regarding the BDNF gene do not suggest its participation in the neurobiology of BD or ADHD, or that due to the polygenic characteristic of mental disorders, that this gene confers a only a small risk, undetectable in our sample. The finding of a significant difference in BDNF serum levels between BD comorbid with ADHD, and ADHD alone warrants further investigation, and in case replication studies with larger samples from other groups are positive, BDNF serum levels might be used as a biological marker in the diagnostic difference between these conditions. In the investigation of the treatment of the comorbidity between BD and ADHD, the absence of different responses between placebo and methylphenidate in ADHD symptoms strengthens the evidence that there is a worse response to treatment in this group, given the large effect size of methylphenidate response in the treatment of ADHD alone. The quest for biological markers for a better understanding of the psychopathology and subsequent differentiation of mental disorders is extremely relevant. The identification of these factors may facilitate the creation of more accurate treatment regimens, urgently needed due to the severe developmental consequences of BD and ADHD in the patients’ and families’ lives. In this sense, the creation of a specific outpatient program for children and adolescent BD (ProCAB), a research line with focus on risk factors and treatment, will enable a Constant generation of knowledge in this área, where scarce data is available.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:08Z : No. of bitstreams: 1 Publico-12662a.pdf: 1757646 bytes, checksum: 6d16ce4a1b202b49620fcd389bf661cb (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:08Z : No. of bitstreams: 2 Publico-12662a.pdf: 1757646 bytes, checksum: 6d16ce4a1b202b49620fcd389bf661cb (MD5) Publico-12662b.pdf: 1556068 bytes, checksum: 9e7692a17342eb563d00b00cb4170335 (MD5) / As evidências científicas que se acumulam ao longo do tempo mostram o impacto positivo do exercício físico para a saúde humana, em especial para a saúde cerebral. Os efeitos como o aumento da atividade neurotrófica do BDNF e do IGF-1, devido ao exercício físico aeróbio, parecem influenciar os neurônios do hipocampo, e estão associados com a melhora do aprendizado e da memória espacial. No entanto, nada se sabe sobre a influência do exercício físico resistido na memória hipocampo-dependente, nem se as vias celulares associadas a essa melhora, pelo exercício físico aeróbio, seriam também ativadas pelo treinamento resistido. Objetivo: Verificar os efeitos dos exercícios físicos aeróbio e resistido na aprendizagem, na memória espacial e nas vias de sinalizações celulares BDNF/ TrKB e do IGF-1/ IGF-1R no hipocampo de ratos. Material e Métodos: ratos Wistar machos adultos foram distribuídos em quatro grupos (controle, CTRL; sham, SHAM; aeróbio, AERO; e resistido, RES), submetidos a oito semanas de treinamento aeróbio (esteira motorizada) ou treinamento resistido (escalada em escada com sobrecarga). Após a intervenção, observou-se que houve, em ambos os grupos AERO e RES, uma melhora da aprendizagem e da memória espacial (hipocampo-dependente), avaliada por meio do labirinto aquático de Morris. Além disto, o grupo AERO ativou mais a via BDNF/ TrKB/ CaMKII do que o RES. No entanto, este grupo ativou mais a via IGF-1/ IGF-1R/ AKT do que o grupo AERO. Apesar de os dois grupos terem aumentado a expressão da sinapsina e da sinaptofisina de forma semelhante. Conclusões: o treinamento aeróbio ou o resistido por oito semanas aumentou, de maneira similar, a aprendizagem e a memória espacial dos ratos. Embora os mecanismos moleculares pelo qual isso ocorreu, até certo ponto tenham sido divergentes. Isso porque, o exercício físico aeróbio ativou a via BDNF/TrKB/CaMKII e, o resistido a via IGF-1/IGF-1R/AKT, embora ambos, de maneira similar, tenham aumentado, no hipocampo, a expressão da sinapsina e da sinaptofisina. / A growing body of scientific evidence indicates that exercise has a positive impact on human health and on neurological health in particular. Effects such as increased BDNF and IGF-1 neurotrophic activity are induced by aerobic exercise and appear to influence hippocampal neurons, leading to improved spatial learning and memory. However, nothing is known about the effect of resistance exercise on hippocampus-dependent memory or whether the cellular pathways associated with aerobic exercise are also activated by resistance training. Objective: we therefore tested whether spatial learning and memory in rats is similarly enhanced by aerobic or resistance exercise and whether the cellular signals involved are similar, focusing on the BDNF/ TrKB and IGF-1/ IGF-1R pathways. Material and Methods: Adult male Wistar rats underwent eight weeks of aerobic training on a treadmill (AERO group) or resistance training on a vertical ladder (RES group); control and sham groups were also included. After the training period, both the AERO and RES groups showed improved learning and spatial memory. In addition, the BDNF/TrkB/CaMKII pathway had a higher activity in the AERO group than in the RES group. In contrast, the RES group showed greater activation of the IGF-1/IGF-1R/AKT pathway. Moreover, the two exercise groups had similar increases in synapsin and synaptophysin expression. Conclusions: We therefore conclude that, in rats, both aerobic and resistance training for eight weeks increases learning and spatial memory in a similar manner. However, the two forms of exercise seem to employ at least partially divergent mechanisms. Specifically, aerobic exercise modulates neuroplasticity selectively via the BDNF/TrkB pathway by activating CaMKII and stimulating the synthesis of synapsin and synaptophysin. In contrast, resistance training appears to increase synapsin and synaptophysin expression via the IGF-1/IGF-1R pathway. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Introdução: Ruminação é a perseveração mal-adaptativa de pensamentos auto-centrados. Evidências sinalizam que ela está associada com início e manutenção de episódios depressivos, e ocorre em múltiplos transtornos mentais. A ruminação está associada com marcadores de desenvolvimento psicopatológico, como volumetria cerebral, memória, genes do BDNF e serotonina. É necessário aprofundar o conhecimento da ruminação enquanto traço dimensional, e conhecer melhor sua associação com variáveis sóciodemográficas, biológicas e clínicas para entender quando passa a ser um sintoma. Entretanto, aferi-la é um desafio, considerando que só existem escalas psicométricas. A mais utilizada, Ruminative Response Scale (RRS), foi validada em amostras não-clínicas. Objetivos: Avaliar ruminação transdiagnosticamente e determinar a validade de constructo da RRS em amostra clínica, buscando determinar fatores sócio-demográficos, clínicos e neurobiológicos associados a maiores escores de ruminação. Métodos: Estudo transversal, amostra não-probabilística. Foram convidados a participar 944 pacientes em atendimento psiquiátrico ambulatorial no HCPA entre março/2015 e junho/2016, maiores de 18 anos, que soubessem ler e escrever, e portadores de transtornos bipolares, depressão, esquizofrenia, esquizoafetivo, ansiedade generalizada, pânico, fobia específica e obsessivocompulsivo. Foram excluídos 373 com doenças que alteram resposta inflamatória, dependência química, gravidez, lactação, doenças neurológicas, vasculares e degenerativas. Recusaram-se a participar 254. Foram incluídos 317 pacientes, e 200 completaram a coleta de dados, que foi realizada em 4 etapas: 1) perfil sócio-demográfico e escalas auto-aplicáveis: ruminação, preocupação e funcionalidade; 2) amostras de sangue e entrevista clínica para aplicação das escalas de sintomas: depressão, mania, ansiedade e gravidade; 3) confirmação diagnóstica; e 4) processamento, armazenamento e análises bioquímicas das amostras de sangue. No primeiro artigo, revisamos sistematicamente a literatura sobre ruminação nos transtornos bipolares. No segundo, determinamos as validades de construto e externa da RRS. No terceiro, usamos machine learning para encontrar padrões de ruminação e determinar quais variáveis associadas preveem ruminação. Resultados: Ruminação está presente em todas as fases do transtorno bipolar, e é um sintoma estável independente do estado de humor, apesar de ter relação estreia com ele. Verificou-se também que mulheres ruminam mais que homens. Os escores de ruminação foram menores nos portadores de esquizofrenia que nos com depressão maior, bipolaridade e ansiedade. RRS apresentou boa confiabilidade, com 2-fatores correlacionados, brooding e ponderação, que apresentaram similaridade nas correlações com medidas clínicas, confirmando a validade externa transdiagnóstica. Por fim, encontrou-se que as variáveis associadas aos pacientes que mais ruminam são preocupação, sintomas de ansiedade generalizada e depressão, gravidade, nível socioeconômico e diagnóstico atual de pânico, sinalizando que ruminação pode ser um marcador de maior sensibilidade à ansiedade. Discussão: Ruminação parece ser um sintoma transdiagnóstico marcador de sofrimento. Os resultados desta tese contribuem para ampliar a discussão sobre diagnóstico psiquiátrico, agregando evidências para aprimorar as definições de limites e sobreposições diagnósticas entre as doenças mentais em que a ruminação ocorre. Por fim, conhecer melhor os mecanismos bioquímicos e clínicos envolvidos na ruminação contribuem na compreensão sobre quando ela deixa de ser um traço normal e vira um sintoma que necessita de tratamento. / Introduction: Rumination has been described as maladaptive perseveration of self-centered thoughts. Evidence indicates that rumination is associated with onset and maintenance of depressive episodes, it’s present in several mental disorders. Rumination is associated with markers of development of psychopathology, such as cerebral volumetry, memory, BDNF and serotonin genes. Measuring rumination is a challenge, considering that are available only psychometric scales. The most used, the Ruminative Responses Scale (RRS), was validated on non-clinical samples. Objectives: To evaluate transdiagnostically the rumination and to determine construct validity of the RRS in outpatients, in order to determine which associated factors lead the patients to ruminate. Methods: Cross-sectional study, non-probabilistic sample. A total of 944 patients in psychiatric outpatient treatment at HCPA between March / 2015 and June / 2016, major than 18 years old, knowing read and write, presenting bipolar disorder, schizophrenia, schizoaffective disorder, generalized anxiety disorder, panic disorder, phobia specific and obsessive-compulsive disorder were invited to participate. We excluded 373 patients with diseases that alter inflammatory response, chemical dependence, pregnancy, lactation, neurological, vascular and degenerative diseases. Two hundred fifty four refused to participate, 317 were included, and 200 completed the data collection, which was performed in 4 stages: 1) socio-demographic profile and self-applicable scales: rumination, worry and functionality; 2) blood samples and clinical interview for the application of symptom scales: depression, mania, anxiety and severity; 3) diagnostic confirmation; and 4) processing, storage and biochemical analyzes of blood samples. In the first article, we systematically reviewed the literature on rumination in bipolar disorders. In the second, we evaluated construct and external validity of RRS. In the third, we used machine learning algorithms to find patterns of rumination and to determine which associated variables predict rumination. Results: Rumination is present in all phases of bipolar disorder, it is a stable symptom, independent of mood, despite it has close relationship with it. It has also been found that women ruminate more than men. Rumination scores were lower in patients with schizophrenia than in major depression, bipolarity and anxiety patients. RRS presented good reliability, with correlated 2-factors, brooding and pondering, which presented similar correlations with clinical measures, confirming the external transdiagnostic validity. Finally, it was found that the variables associated with the greater scores of rumination are worry, symptoms of generalized anxiety and depression, severity of symptoms, socioeconomic level and current diagnosis of panic, signaling that rumination may be a marker of greater sensitivity to anxiety. Discussion: Rumination seems to be a transdiagnostic symptom of suffering. The results of this thesis contribute to broadening the discussion about psychiatric diagnostic, adding evidence to improve the definitions of limits and diagnostic overlaps between mental illnesses in which rumination occurs. Finally, a better understanding of the biochemical and clinical mechanisms involved in rumination may contribute to understanding of when rumination ceases to be a normal trait and becomes a symptom that requires treatment.