Convulsões prolongadas, status epilepticus (SE), durante o desenvolvimento cerebral podem afetar a estrutura e a função neuronal, levando a morte celular e alterações comportamentais na idade adulta. Nesta tese, investigamos os efeitos neuroquímicos e comportamentais, a curto e longo prazo, do SE induzido por LiCl-pilocarpina em animais jovens. O SE induzido por LiCl-pilocarpina reduz em 50% a atividade da Na+/K+ ATPase 1,5 h após a indução do insulto. Doze e vinte e quatro horas após a administração de pilocarpina, a atividade da Na+/K+ ATPase retornou aos níveis do controle. A diminuição da atividade da Na+/K+ ATPase foi acompanhada por uma diminuição significativa na captação de glutamato em concentrações fisiológicas (1 μM). No entanto, em concentrações elevadas (100 μM) não observou-se alteração da captação de glutamato. Nos animais tratados com LiCl-pilocarpina observou-se uma diminuição dos níveis de fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β de 35,84% e 38,79%, respectivamente, 1,5 h após a indução do SE na região CA1 do hipocampo. No entanto, 24 h após a indução do SE, a fosforilação da PKB e GKS-3β retornaram aos níveis do controle. No giro denteado, observou-se uma redução de aproximadamente 30% nos níveis de fosforilação tanto da PKB e GKS-3β em 1,5 e 24 h após a indução do SE. Um elevado número de neurônios em degeneração foi observado 24 h após a indução do SE nas regiões CA1 e hilo do hipocampo. Na idade adulta, os animais tratados com LiCl-pilocapina apresentaram um severo déficit de memória-aprendizado na tarefa de esquiva inibitória, sendo que os animais que apresentaram menor latência para descida da plataforma apresentaram um maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. No teste do claro-escuro, os animais submetidos ao SE retornaram menos e permaneceram menos tempo no compartimento claro quando comparados aos animais controles. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor, bem como apresentaram uma correlação positiva entre o escore para brotamento de fibras musgosas e o imunoconteúdo de GFAP na região CA1. Portanto, nossos resultados mostraram que o SE induzido por LiCl-pilocarpina diminui a atividade da Na+/K+ ATPase, bem como a captação de glutamato em hipocampo 1,5 h após a indução do insulto. Estes efeitos foram acompanhados por uma diminuição da fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β nas regiões CA1 e giro denteado, os quais podem estar relacionados com a morte neuronal observada 24 h após a indução do SE. Além disso, na idade adulta, o SE induzido aos 14 dias pós-natal induziu alterações no processo de memória-aprendizado e no comportamento emocional. As alterações comportamentais parecem estar relacionadas ao brotamento de fibras musgosas, visto que os animais que apresentaram déficit de memória na tarefa de esquiva inibitória e elevados níveis de ansiedade no teste claro-escuro apresentaram maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor bem como uma correlação positiva entre o imunoconteúdo de GFAP na região CA1 e o escore para brotamento de fibras musgosas, sugerindo uma resposta glial ao dano neuronal. Estes dados indicam que o status epilepticus induzido em períodos iniciais do desenvolvimento cerebral é danoso ao sistema nervoso central, alterando sua maturação e levando a alteração neuroquímicas, morfológicas e comportamentais na idade adulta. / Prolonged seizure activity, i.e. status epilepticus (SE), or repeated, brief seizures affect neuronal structure and function in the developing nervous system leading to neuronal death and behavioral impairment at adulthood. In this study, we investigated the short- and long-term effects of early-life LiCl-pilocarpine-induced SE on neurochemical and behavioral parameters. LiClpilocarpine- induced SE decreased Na+/K+ ATPase activity by 42% in hippocampal plasma membranes 1.5 h after SE induction when compared with control group. However, at 12 and 24 h after SE induction the activity of pump returned to control levels. At physiologic concentration of glutamate (1 μM), LiCl-pilocarpine treated animals showed decreased levels of glutamate uptake 1.5 h after SE induction. However, LiCl-pilocarpine-induced SE did not alter the glutamate uptake 12 and 24 h after SE induction. At higher concentration of extracellular glutamate (100 μM), no alterations were observed in glutamate uptake between control and LiCl-pilocarpine-induced SE groups in all times tested. LiCl-pilocarpine-induced SE decreased the phosphorylation of PKB by 35.84% and GSK-3β by 38.79% 1.5 h after SE induction in CA1 subfield. However, 24 h after LiCl-pilocarpine-induced SE the phosphorylation of PKB and GSK-3β returned to control levels. At dentate gyrus, the phosphorylation of PKB was reduced by 35.18% and 31.19% at 1.5 and 24 h after SE induction, respectively. GSK-3β phosphorylation was reduced by 38.05% and 33.12% at 1.5 and 24 h, respectively, after LiCl-pilocarpine administration. Twenty four h after SE, it was observed an increased number of degenerating neurons in the CA1 subfield and in the hilus. At adulthood, SE group presented an aversive memory deficit in an inhibitory avoidance task and the animals that presented lower latency to the step down showed a higher score for mossy fiber sprouting. In the light-dark exploration task, SE rats returned less and spent less time in the light compartment and present an increased number of risk assessment behavior (RA). There was a negative correlation between the time spent in the light compartment and the score for mossy fiber sprouting and a positive correlation between score for mossy fiber sprouting and number of RA. LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. Our results showed that early-life LiCl-pilocapine-induced SE reduce hippocampal Na+/K+ ATPase as well as glutamate uptake 1.5 h after SE induction. These effects were accompanied by a reduced phosphorylation of Akt and GSK- 3β at CA1 and dentate gyrus, which may be related to neuronal death observed 24 h after SE induction. Moreover, at adulthood the animals submitted to LiCl-pilocapine induced SE displayed memory impairment and increased anxiety-like behavior. The behavioral alterations appear to be associated with the mossy fiber sprouting, since the animals that presented impairment in the performance of inhibitory avoidance task and higher levels of anxiety in adulthood showed higher scores for mossy fiber sprouting in the hippocampus. Moreover, LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for mossy fiber sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. These data indicate that LiCl-pilocarpine-induced SE early in life might harmfully affect brain maturation, leading to behavioral, morphological and neurochemical alterations in adulthood.

O status epilepticus (SE) é uma convulsão com duração igual ou superior a 30 minutos ou diversas crises consecutivas sem que o indivíduo retome a consciência por igual período. O SE, quando ocorre durante a infância, induz morte neuronal e pode levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. Têm sido descritos na literatura os efeitos benéficos exercidos pelo exercício físico sobre diversos sistemas, incluindo mais recentemente o sistema nervoso central. No presente estudo, investigamos os efeitos de um protocolo de exercício físico de baixa intensidade em esteira sobre as alterações comportamentais e cognitivas em ratos Wistar submetidos ao SE, induzido pela administração de LiCl-pilocarpina, durante períodos iniciais do desenvolvimento. Na primeira parte do estudo, investigamos o perfil de morte neuronal na região CA1 do hipocampo e no córtex perirrinal ao longo de 7 dias após o SE. Nas duas regiões avaliadas, o SE provocou um aumento no número de neurônios em degeneração em todos os tempos avaliados (1, 3 ou 7 dias). A maior morte neuronal ocorreu 1 dia após a convulsão, apresentando uma diminuição na neurodegeneração nos tempos de 3 e 7 dias em ambas estruturas. Outro grupo de animais foi utilizado para avaliar os efeitos do SE sobre parâmetros comportamentais e os efeitos do exercício físico sobre possíveis alterações decorrentes da crise convulsiva. A atividade locomotora na tarefa de campo aberto não foi alterada em nenhum dos quatro grupos estudados (controle, exercício, SE e SE+exercício). No entanto, o grupo SE apresentou um aumento no número de viagens (saídas do home base) e uma diminuição no número de paradas por viagem em relação ao grupo exercício, bem como uma diminuição no tamanho das viagens em relação aos grupos exercício e SE+exercício. No teste de reconhecimento de objetos o grupo SE apresentou um déficit significativo na memória de longa duração, sendo que esta alteração foi revertida pelo protocolo de treinamento de baixa intensidade em esteira (grupo SE+exercício). A indução de SE por LiCl-pilocarpina na infância e o treinamento físico de baixa intensidade não alteraram os níveis de ansiedade na tarefa de labirinto em cruz elevado em ratos, na idade adulta. Nossos resultados indicam que a atividade física pode promover uma melhora da função cognitiva em modelos animais, sugerindo uma potencial aplicação dessa intervenção na terapia complementar em pacientes que sofreram SE durante a infância. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures for a long period (30 min). In immature brains, this kind of seizure is associated with alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Several authors have shown that physical exercise improves neurogenesis and can be beneficial to the cognitive function. In this study we evaluated the potential benefits of a low intensity treadmill exercise protocol in order to prevent or modify the long-standing cognitive alterations induced by SE in young Wistar rats. The SE was induced in 16 days old Wistar rats, by the administration of LiCl-pilocarpine. In one subset of animals we evaluated the neuronal loss 1, 3 or 7 days after the SE induction. SE increases the neurodegeneration in the CA1 hippocampal subfield and in the perirhinal cortex in all times tested. The neuronal loss was higher 1 day after lesion, when compared with 3 and 7 days after SE. Another subset of animals was submitted to a low intensity exercise protocol after SE induction, in order to investigate the potential benefits on SE-induced behavioral alterations. In the open field task, we did not find alterations in motor activity among the four groups tested (control, exercised, SE and SE+exercised). SE group presented a high number of trips and a low number of stops per trip when compared with exercised group, as well as a reduction in the trip length when compared with exercised and SE+exercised rats. The second behavioral test performed was the object recognition, where animals from the SE group showed a significantly long-term memory impairment in the adulthood. When SE-induced animals were submitted to the low intensity treadmill exercise protocol, the deficit in the recognition memory was completely reversed. SE-induced during early period of life did not alter any parameter in the plus maze task, indicating no anxietylike behavior. These data suggest that physical exercise may promote an improvement in cognitive function in seizure-induced rats, suggesting a potential application as complementary therapy in patients that suffered SE during the childhood.

Convulsões prolongadas, status epilepticus (SE), durante o desenvolvimento cerebral podem afetar a estrutura e a função neuronal, levando a morte celular e alterações comportamentais na idade adulta. Nesta tese, investigamos os efeitos neuroquímicos e comportamentais, a curto e longo prazo, do SE induzido por LiCl-pilocarpina em animais jovens. O SE induzido por LiCl-pilocarpina reduz em 50% a atividade da Na+/K+ ATPase 1,5 h após a indução do insulto. Doze e vinte e quatro horas após a administração de pilocarpina, a atividade da Na+/K+ ATPase retornou aos níveis do controle. A diminuição da atividade da Na+/K+ ATPase foi acompanhada por uma diminuição significativa na captação de glutamato em concentrações fisiológicas (1 μM). No entanto, em concentrações elevadas (100 μM) não observou-se alteração da captação de glutamato. Nos animais tratados com LiCl-pilocarpina observou-se uma diminuição dos níveis de fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β de 35,84% e 38,79%, respectivamente, 1,5 h após a indução do SE na região CA1 do hipocampo. No entanto, 24 h após a indução do SE, a fosforilação da PKB e GKS-3β retornaram aos níveis do controle. No giro denteado, observou-se uma redução de aproximadamente 30% nos níveis de fosforilação tanto da PKB e GKS-3β em 1,5 e 24 h após a indução do SE. Um elevado número de neurônios em degeneração foi observado 24 h após a indução do SE nas regiões CA1 e hilo do hipocampo. Na idade adulta, os animais tratados com LiCl-pilocapina apresentaram um severo déficit de memória-aprendizado na tarefa de esquiva inibitória, sendo que os animais que apresentaram menor latência para descida da plataforma apresentaram um maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. No teste do claro-escuro, os animais submetidos ao SE retornaram menos e permaneceram menos tempo no compartimento claro quando comparados aos animais controles. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor, bem como apresentaram uma correlação positiva entre o escore para brotamento de fibras musgosas e o imunoconteúdo de GFAP na região CA1. Portanto, nossos resultados mostraram que o SE induzido por LiCl-pilocarpina diminui a atividade da Na+/K+ ATPase, bem como a captação de glutamato em hipocampo 1,5 h após a indução do insulto. Estes efeitos foram acompanhados por uma diminuição da fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β nas regiões CA1 e giro denteado, os quais podem estar relacionados com a morte neuronal observada 24 h após a indução do SE. Além disso, na idade adulta, o SE induzido aos 14 dias pós-natal induziu alterações no processo de memória-aprendizado e no comportamento emocional. As alterações comportamentais parecem estar relacionadas ao brotamento de fibras musgosas, visto que os animais que apresentaram déficit de memória na tarefa de esquiva inibitória e elevados níveis de ansiedade no teste claro-escuro apresentaram maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor bem como uma correlação positiva entre o imunoconteúdo de GFAP na região CA1 e o escore para brotamento de fibras musgosas, sugerindo uma resposta glial ao dano neuronal. Estes dados indicam que o status epilepticus induzido em períodos iniciais do desenvolvimento cerebral é danoso ao sistema nervoso central, alterando sua maturação e levando a alteração neuroquímicas, morfológicas e comportamentais na idade adulta. / Prolonged seizure activity, i.e. status epilepticus (SE), or repeated, brief seizures affect neuronal structure and function in the developing nervous system leading to neuronal death and behavioral impairment at adulthood. In this study, we investigated the short- and long-term effects of early-life LiCl-pilocarpine-induced SE on neurochemical and behavioral parameters. LiClpilocarpine- induced SE decreased Na+/K+ ATPase activity by 42% in hippocampal plasma membranes 1.5 h after SE induction when compared with control group. However, at 12 and 24 h after SE induction the activity of pump returned to control levels. At physiologic concentration of glutamate (1 μM), LiCl-pilocarpine treated animals showed decreased levels of glutamate uptake 1.5 h after SE induction. However, LiCl-pilocarpine-induced SE did not alter the glutamate uptake 12 and 24 h after SE induction. At higher concentration of extracellular glutamate (100 μM), no alterations were observed in glutamate uptake between control and LiCl-pilocarpine-induced SE groups in all times tested. LiCl-pilocarpine-induced SE decreased the phosphorylation of PKB by 35.84% and GSK-3β by 38.79% 1.5 h after SE induction in CA1 subfield. However, 24 h after LiCl-pilocarpine-induced SE the phosphorylation of PKB and GSK-3β returned to control levels. At dentate gyrus, the phosphorylation of PKB was reduced by 35.18% and 31.19% at 1.5 and 24 h after SE induction, respectively. GSK-3β phosphorylation was reduced by 38.05% and 33.12% at 1.5 and 24 h, respectively, after LiCl-pilocarpine administration. Twenty four h after SE, it was observed an increased number of degenerating neurons in the CA1 subfield and in the hilus. At adulthood, SE group presented an aversive memory deficit in an inhibitory avoidance task and the animals that presented lower latency to the step down showed a higher score for mossy fiber sprouting. In the light-dark exploration task, SE rats returned less and spent less time in the light compartment and present an increased number of risk assessment behavior (RA). There was a negative correlation between the time spent in the light compartment and the score for mossy fiber sprouting and a positive correlation between score for mossy fiber sprouting and number of RA. LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. Our results showed that early-life LiCl-pilocapine-induced SE reduce hippocampal Na+/K+ ATPase as well as glutamate uptake 1.5 h after SE induction. These effects were accompanied by a reduced phosphorylation of Akt and GSK- 3β at CA1 and dentate gyrus, which may be related to neuronal death observed 24 h after SE induction. Moreover, at adulthood the animals submitted to LiCl-pilocapine induced SE displayed memory impairment and increased anxiety-like behavior. The behavioral alterations appear to be associated with the mossy fiber sprouting, since the animals that presented impairment in the performance of inhibitory avoidance task and higher levels of anxiety in adulthood showed higher scores for mossy fiber sprouting in the hippocampus. Moreover, LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for mossy fiber sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. These data indicate that LiCl-pilocarpine-induced SE early in life might harmfully affect brain maturation, leading to behavioral, morphological and neurochemical alterations in adulthood.

O status epilepticus (SE) é uma convulsão com duração igual ou superior a 30 minutos ou diversas crises consecutivas sem que o indivíduo retome a consciência por igual período. O SE, quando ocorre durante a infância, induz morte neuronal e pode levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. Têm sido descritos na literatura os efeitos benéficos exercidos pelo exercício físico sobre diversos sistemas, incluindo mais recentemente o sistema nervoso central. No presente estudo, investigamos os efeitos de um protocolo de exercício físico de baixa intensidade em esteira sobre as alterações comportamentais e cognitivas em ratos Wistar submetidos ao SE, induzido pela administração de LiCl-pilocarpina, durante períodos iniciais do desenvolvimento. Na primeira parte do estudo, investigamos o perfil de morte neuronal na região CA1 do hipocampo e no córtex perirrinal ao longo de 7 dias após o SE. Nas duas regiões avaliadas, o SE provocou um aumento no número de neurônios em degeneração em todos os tempos avaliados (1, 3 ou 7 dias). A maior morte neuronal ocorreu 1 dia após a convulsão, apresentando uma diminuição na neurodegeneração nos tempos de 3 e 7 dias em ambas estruturas. Outro grupo de animais foi utilizado para avaliar os efeitos do SE sobre parâmetros comportamentais e os efeitos do exercício físico sobre possíveis alterações decorrentes da crise convulsiva. A atividade locomotora na tarefa de campo aberto não foi alterada em nenhum dos quatro grupos estudados (controle, exercício, SE e SE+exercício). No entanto, o grupo SE apresentou um aumento no número de viagens (saídas do home base) e uma diminuição no número de paradas por viagem em relação ao grupo exercício, bem como uma diminuição no tamanho das viagens em relação aos grupos exercício e SE+exercício. No teste de reconhecimento de objetos o grupo SE apresentou um déficit significativo na memória de longa duração, sendo que esta alteração foi revertida pelo protocolo de treinamento de baixa intensidade em esteira (grupo SE+exercício). A indução de SE por LiCl-pilocarpina na infância e o treinamento físico de baixa intensidade não alteraram os níveis de ansiedade na tarefa de labirinto em cruz elevado em ratos, na idade adulta. Nossos resultados indicam que a atividade física pode promover uma melhora da função cognitiva em modelos animais, sugerindo uma potencial aplicação dessa intervenção na terapia complementar em pacientes que sofreram SE durante a infância. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures for a long period (30 min). In immature brains, this kind of seizure is associated with alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Several authors have shown that physical exercise improves neurogenesis and can be beneficial to the cognitive function. In this study we evaluated the potential benefits of a low intensity treadmill exercise protocol in order to prevent or modify the long-standing cognitive alterations induced by SE in young Wistar rats. The SE was induced in 16 days old Wistar rats, by the administration of LiCl-pilocarpine. In one subset of animals we evaluated the neuronal loss 1, 3 or 7 days after the SE induction. SE increases the neurodegeneration in the CA1 hippocampal subfield and in the perirhinal cortex in all times tested. The neuronal loss was higher 1 day after lesion, when compared with 3 and 7 days after SE. Another subset of animals was submitted to a low intensity exercise protocol after SE induction, in order to investigate the potential benefits on SE-induced behavioral alterations. In the open field task, we did not find alterations in motor activity among the four groups tested (control, exercised, SE and SE+exercised). SE group presented a high number of trips and a low number of stops per trip when compared with exercised group, as well as a reduction in the trip length when compared with exercised and SE+exercised rats. The second behavioral test performed was the object recognition, where animals from the SE group showed a significantly long-term memory impairment in the adulthood. When SE-induced animals were submitted to the low intensity treadmill exercise protocol, the deficit in the recognition memory was completely reversed. SE-induced during early period of life did not alter any parameter in the plus maze task, indicating no anxietylike behavior. These data suggest that physical exercise may promote an improvement in cognitive function in seizure-induced rats, suggesting a potential application as complementary therapy in patients that suffered SE during the childhood.

Convulsões prolongadas, status epilepticus (SE), durante o desenvolvimento cerebral podem afetar a estrutura e a função neuronal, levando a morte celular e alterações comportamentais na idade adulta. Nesta tese, investigamos os efeitos neuroquímicos e comportamentais, a curto e longo prazo, do SE induzido por LiCl-pilocarpina em animais jovens. O SE induzido por LiCl-pilocarpina reduz em 50% a atividade da Na+/K+ ATPase 1,5 h após a indução do insulto. Doze e vinte e quatro horas após a administração de pilocarpina, a atividade da Na+/K+ ATPase retornou aos níveis do controle. A diminuição da atividade da Na+/K+ ATPase foi acompanhada por uma diminuição significativa na captação de glutamato em concentrações fisiológicas (1 μM). No entanto, em concentrações elevadas (100 μM) não observou-se alteração da captação de glutamato. Nos animais tratados com LiCl-pilocarpina observou-se uma diminuição dos níveis de fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β de 35,84% e 38,79%, respectivamente, 1,5 h após a indução do SE na região CA1 do hipocampo. No entanto, 24 h após a indução do SE, a fosforilação da PKB e GKS-3β retornaram aos níveis do controle. No giro denteado, observou-se uma redução de aproximadamente 30% nos níveis de fosforilação tanto da PKB e GKS-3β em 1,5 e 24 h após a indução do SE. Um elevado número de neurônios em degeneração foi observado 24 h após a indução do SE nas regiões CA1 e hilo do hipocampo. Na idade adulta, os animais tratados com LiCl-pilocapina apresentaram um severo déficit de memória-aprendizado na tarefa de esquiva inibitória, sendo que os animais que apresentaram menor latência para descida da plataforma apresentaram um maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. No teste do claro-escuro, os animais submetidos ao SE retornaram menos e permaneceram menos tempo no compartimento claro quando comparados aos animais controles. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor, bem como apresentaram uma correlação positiva entre o escore para brotamento de fibras musgosas e o imunoconteúdo de GFAP na região CA1. Portanto, nossos resultados mostraram que o SE induzido por LiCl-pilocarpina diminui a atividade da Na+/K+ ATPase, bem como a captação de glutamato em hipocampo 1,5 h após a indução do insulto. Estes efeitos foram acompanhados por uma diminuição da fosforilação das proteínas PKB e GKS-3β nas regiões CA1 e giro denteado, os quais podem estar relacionados com a morte neuronal observada 24 h após a indução do SE. Além disso, na idade adulta, o SE induzido aos 14 dias pós-natal induziu alterações no processo de memória-aprendizado e no comportamento emocional. As alterações comportamentais parecem estar relacionadas ao brotamento de fibras musgosas, visto que os animais que apresentaram déficit de memória na tarefa de esquiva inibitória e elevados níveis de ansiedade no teste claro-escuro apresentaram maior escore para brotamento de fibras musgosas no hipocampo. Além disso, os animais tratados com LiCl-pilocarpina apresentaram elevados níveis da proteína S100B no líquor bem como uma correlação positiva entre o imunoconteúdo de GFAP na região CA1 e o escore para brotamento de fibras musgosas, sugerindo uma resposta glial ao dano neuronal. Estes dados indicam que o status epilepticus induzido em períodos iniciais do desenvolvimento cerebral é danoso ao sistema nervoso central, alterando sua maturação e levando a alteração neuroquímicas, morfológicas e comportamentais na idade adulta. / Prolonged seizure activity, i.e. status epilepticus (SE), or repeated, brief seizures affect neuronal structure and function in the developing nervous system leading to neuronal death and behavioral impairment at adulthood. In this study, we investigated the short- and long-term effects of early-life LiCl-pilocarpine-induced SE on neurochemical and behavioral parameters. LiClpilocarpine- induced SE decreased Na+/K+ ATPase activity by 42% in hippocampal plasma membranes 1.5 h after SE induction when compared with control group. However, at 12 and 24 h after SE induction the activity of pump returned to control levels. At physiologic concentration of glutamate (1 μM), LiCl-pilocarpine treated animals showed decreased levels of glutamate uptake 1.5 h after SE induction. However, LiCl-pilocarpine-induced SE did not alter the glutamate uptake 12 and 24 h after SE induction. At higher concentration of extracellular glutamate (100 μM), no alterations were observed in glutamate uptake between control and LiCl-pilocarpine-induced SE groups in all times tested. LiCl-pilocarpine-induced SE decreased the phosphorylation of PKB by 35.84% and GSK-3β by 38.79% 1.5 h after SE induction in CA1 subfield. However, 24 h after LiCl-pilocarpine-induced SE the phosphorylation of PKB and GSK-3β returned to control levels. At dentate gyrus, the phosphorylation of PKB was reduced by 35.18% and 31.19% at 1.5 and 24 h after SE induction, respectively. GSK-3β phosphorylation was reduced by 38.05% and 33.12% at 1.5 and 24 h, respectively, after LiCl-pilocarpine administration. Twenty four h after SE, it was observed an increased number of degenerating neurons in the CA1 subfield and in the hilus. At adulthood, SE group presented an aversive memory deficit in an inhibitory avoidance task and the animals that presented lower latency to the step down showed a higher score for mossy fiber sprouting. In the light-dark exploration task, SE rats returned less and spent less time in the light compartment and present an increased number of risk assessment behavior (RA). There was a negative correlation between the time spent in the light compartment and the score for mossy fiber sprouting and a positive correlation between score for mossy fiber sprouting and number of RA. LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. Our results showed that early-life LiCl-pilocapine-induced SE reduce hippocampal Na+/K+ ATPase as well as glutamate uptake 1.5 h after SE induction. These effects were accompanied by a reduced phosphorylation of Akt and GSK- 3β at CA1 and dentate gyrus, which may be related to neuronal death observed 24 h after SE induction. Moreover, at adulthood the animals submitted to LiCl-pilocapine induced SE displayed memory impairment and increased anxiety-like behavior. The behavioral alterations appear to be associated with the mossy fiber sprouting, since the animals that presented impairment in the performance of inhibitory avoidance task and higher levels of anxiety in adulthood showed higher scores for mossy fiber sprouting in the hippocampus. Moreover, LiCl-pilocarpine-treated animals showed higher levels of S100B immunocontent in the CSF as well as a positive correlation between the score for mossy fiber sprouting and the GFAP immunocontent in the CA1 subfield, suggesting an astrocytic response to neuronal injury. These data indicate that LiCl-pilocarpine-induced SE early in life might harmfully affect brain maturation, leading to behavioral, morphological and neurochemical alterations in adulthood.

Resumo

O status epilepticus (SE) é uma convulsão com duração igual ou superior a 30 minutos ou diversas crises consecutivas sem que o indivíduo retome a consciência por igual período. O SE, quando ocorre durante a infância, induz morte neuronal e pode levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. Têm sido descritos na literatura os efeitos benéficos exercidos pelo exercício físico sobre diversos sistemas, incluindo mais recentemente o sistema nervoso central. No presente estudo, investigamos os efeitos de um protocolo de exercício físico de baixa intensidade em esteira sobre as alterações comportamentais e cognitivas em ratos Wistar submetidos ao SE, induzido pela administração de LiCl-pilocarpina, durante períodos iniciais do desenvolvimento. Na primeira parte do estudo, investigamos o perfil de morte neuronal na região CA1 do hipocampo e no córtex perirrinal ao longo de 7 dias após o SE. Nas duas regiões avaliadas, o SE provocou um aumento no número de neurônios em degeneração em todos os tempos avaliados (1, 3 ou 7 dias). A maior morte neuronal ocorreu 1 dia após a convulsão, apresentando uma diminuição na neurodegeneração nos tempos de 3 e 7 dias em ambas estruturas. Outro grupo de animais foi utilizado para avaliar os efeitos do SE sobre parâmetros comportamentais e os efeitos do exercício físico sobre possíveis alterações decorrentes da crise convulsiva. A atividade locomotora na tarefa de campo aberto não foi alterada em nenhum dos quatro grupos estudados (controle, exercício, SE e SE+exercício). No entanto, o grupo SE apresentou um aumento no número de viagens (saídas do home base) e uma diminuição no número de paradas por viagem em relação ao grupo exercício, bem como uma diminuição no tamanho das viagens em relação aos grupos exercício e SE+exercício. No teste de reconhecimento de objetos o grupo SE apresentou um déficit significativo na memória de longa duração, sendo que esta alteração foi revertida pelo protocolo de treinamento de baixa intensidade em esteira (grupo SE+exercício). A indução de SE por LiCl-pilocarpina na infância e o treinamento físico de baixa intensidade não alteraram os níveis de ansiedade na tarefa de labirinto em cruz elevado em ratos, na idade adulta. Nossos resultados indicam que a atividade física pode promover uma melhora da função cognitiva em modelos animais, sugerindo uma potencial aplicação dessa intervenção na terapia complementar em pacientes que sofreram SE durante a infância. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures for a long period (30 min). In immature brains, this kind of seizure is associated with alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Several authors have shown that physical exercise improves neurogenesis and can be beneficial to the cognitive function. In this study we evaluated the potential benefits of a low intensity treadmill exercise protocol in order to prevent or modify the long-standing cognitive alterations induced by SE in young Wistar rats. The SE was induced in 16 days old Wistar rats, by the administration of LiCl-pilocarpine. In one subset of animals we evaluated the neuronal loss 1, 3 or 7 days after the SE induction. SE increases the neurodegeneration in the CA1 hippocampal subfield and in the perirhinal cortex in all times tested. The neuronal loss was higher 1 day after lesion, when compared with 3 and 7 days after SE. Another subset of animals was submitted to a low intensity exercise protocol after SE induction, in order to investigate the potential benefits on SE-induced behavioral alterations. In the open field task, we did not find alterations in motor activity among the four groups tested (control, exercised, SE and SE+exercised). SE group presented a high number of trips and a low number of stops per trip when compared with exercised group, as well as a reduction in the trip length when compared with exercised and SE+exercised rats. The second behavioral test performed was the object recognition, where animals from the SE group showed a significantly long-term memory impairment in the adulthood. When SE-induced animals were submitted to the low intensity treadmill exercise protocol, the deficit in the recognition memory was completely reversed. SE-induced during early period of life did not alter any parameter in the plus maze task, indicating no anxietylike behavior. These data suggest that physical exercise may promote an improvement in cognitive function in seizure-induced rats, suggesting a potential application as complementary therapy in patients that suffered SE during the childhood.