A privação dos hormônios sexuais, natural ou induzida, contribui para o aparecimento de diversas desordens metabólicas e endócrinas. Esse estudo investigou se a suplementação em dose única com DHEA, esteróide mais abundante em humanos, melhora a sensibilidade à insulina, bem como sua secreção e ou tolerância à glicose em ratas castradas alimentadas com dieta hiperlipídica (OHL). A castração induziu a perda da proteção fisiológica das fêmeas contra o ganho de peso. O tratamento com DHEA não promoveu alterações sobre esse parâmetro, porém, corrigiu a elevação na concentração de insulina plasmática e o índice HOMA IR, além da constante de decaimento de glicose, kitt. Os animais castrados apresentaram aumento da área da ilhota. DHEA não alterou essa condição. No entanto, as ilhotas das ratas tratadas com DHEA apresentaram aumento do grau de fosforilação da proteína Akt e melhora da capacidade secretória estática de insulina. Esse estudo sugere o uso do DHEA como alternativa protetora sobre a sensibilidade a insulina em fêmeas desprovidas de ovários. / Natural and induced privation of sexual hormones contributes to the development of several metabolic and endocrine disorders. The present study evaluated if DHEA supplementation, the most abundant steroid in humans, would improve the insulin sensitivity and secretion as well as the glucose tolerance, in high fat diet fed ovariectomized rats (OHL). Ovariectomy (OVX) reduced the physiological female protection against the weight gain. Although no effect upon adipose depot-specific action of DHEA has been found, DHEA has corrected the blood insulin levels and HOMA IR. In addition, DHEA has improved peripheral insulin action by the glucose disappearance rate, kitt. The islets area was increased in all ovariectomized groups. Pancreatic islets from DHEA-treated rats showed an increased in the Akt serine phosphorylation status and restored glucose-stimulated insulin secretion. Our results suggest that DHEA can promote protective effects by increasing the insulin sensitivity in females castrated rats exposed to health risk factors.

A privação dos hormônios sexuais, natural ou induzida, contribui para o aparecimento de diversas desordens metabólicas e endócrinas. Esse estudo investigou se a suplementação em dose única com DHEA, esteróide mais abundante em humanos, melhora a sensibilidade à insulina, bem como sua secreção e ou tolerância à glicose em ratas castradas alimentadas com dieta hiperlipídica (OHL). A castração induziu a perda da proteção fisiológica das fêmeas contra o ganho de peso. O tratamento com DHEA não promoveu alterações sobre esse parâmetro, porém, corrigiu a elevação na concentração de insulina plasmática e o índice HOMA IR, além da constante de decaimento de glicose, kitt. Os animais castrados apresentaram aumento da área da ilhota. DHEA não alterou essa condição. No entanto, as ilhotas das ratas tratadas com DHEA apresentaram aumento do grau de fosforilação da proteína Akt e melhora da capacidade secretória estática de insulina. Esse estudo sugere o uso do DHEA como alternativa protetora sobre a sensibilidade a insulina em fêmeas desprovidas de ovários. / Natural and induced privation of sexual hormones contributes to the development of several metabolic and endocrine disorders. The present study evaluated if DHEA supplementation, the most abundant steroid in humans, would improve the insulin sensitivity and secretion as well as the glucose tolerance, in high fat diet fed ovariectomized rats (OHL). Ovariectomy (OVX) reduced the physiological female protection against the weight gain. Although no effect upon adipose depot-specific action of DHEA has been found, DHEA has corrected the blood insulin levels and HOMA IR. In addition, DHEA has improved peripheral insulin action by the glucose disappearance rate, kitt. The islets area was increased in all ovariectomized groups. Pancreatic islets from DHEA-treated rats showed an increased in the Akt serine phosphorylation status and restored glucose-stimulated insulin secretion. Our results suggest that DHEA can promote protective effects by increasing the insulin sensitivity in females castrated rats exposed to health risk factors.

O córtex pré-frontal medial (PFCm) é caracterizado por entradas glutamatérgicas e dopaminérgicas que convergem sobre os mesmos neurônios alvos. Devido à escassa informação sobre as bases anatômicas das interações entre a dopamina (DA) e o glutamato (Glu), mapeamos a distribuição de subunidades (Su) de receptores (Rs) de Glu do tipo AMPA, NMDA e kainato no PFCm e investigamos a sua expressão em neurônios contendo a fosfoproteína DARPP-32 e em interneurônios. Os resultados mostram que as Su GluR2/3 dos Rs do tipo AMPA são as mais amplamente distribuídas no PFCm e expressas em todos os neurônios DARPP-32+. GluR2/3 é também amplamente co-localizado com as Su NMDAR1 dos Rs de Glu do tipo NMDA e GluR5/6/7 dos Rs do tipo kainato. Em contraste, as Su GluR1 e GluR4 são somente fracamente expressos no PFCm e não são co-localizados com DARPP-32, porém com GABA ou parvalbumina. Os resultados indicam que as Su GluR2/3, NMDAR1 e GluR5/6/7 são amplamente expressos em neurônios piramidais DARPP-32+ enquanto GluR1 e GluR4 são predominantemente expressos em interneurônios do PFCm. / The medial prefrontal cortex (PFCm) is characterized by glutamatergic and dopaminergic afferents that converge on the same target neurons. Since there is only limited information about the anatomical bases for interactions between dopamine (DA) and glutamate (Glu), we mapped the distribution of AMPA, NMDA and kainate Glu receptor (Rs) subunits (Su) in the PFcm and investigated their expression in neurons containing the phosphprotein DARPP-32 and in interneurons. Results show that the Su GluR2/3 of AMPA type Rs are the most prominently distributed in the PFCm and expressed in all neurons DARPP-32+. GluR2/3 is also widely co-localized with the NMDA type Su NMDAR1 and the Kainate Su GluR5/6/7. In contrast, the Su GluR1 and GluR4 are only weakly expressed in the PFCm and are not colocalized with DARPP-32 but with GABA or parvalbumin. Results indicate that the Su GluR2/3, NMDAR1, and GluR5/6/7 are prominently expressed in DARPP-32+ pyramidal neurons, whereas GluR1 and GluR4 are predominantly expressed by interneurons in the PFC.

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neurodegenerativa progressiva e a forma de demência mais prevalente no mundo. As alterações fisiopatológicas da DA têm sido associadas a dois marcadores neuropatológicos clássicos: a deposição de placas de β- amilóide e a formação de emaranhados neurofibrilares da proteína tau hiperfosforilada. Porém, devido a complexidade da DA, outros mecanismos têm sido propostos como coadjuvantes no processo neurodegenerativo, entre eles eventos neuroinflamatórios, a quebra da homeostasia de sistemas de neurotransmissão e disfunção sináptica. Esta pletora de eventos patológicos parece preceder a fase de demência por um longo período onde a doença age de forma silenciosa, ou seja, onde não existem evidências sintomatológicas. Na presente tese, avançamos no entendimento de vias de sinalização associadas com a hipersforforilação da proteína tau envolvendo a disfunção da proteína fosfatase 2A e neurotoxicidade do sistema glutamatérgico. Além disso, avaliamos os radiofármacos de tomografia de emissão de pósitrons (PET) disponíveis para visualização in vivo e não invasiva da fisiopatologia da DA. Finalmente, avaliamos um novo biomarcador de PET, o [11C]ABP688, para visualizar flutuações no sistema glutamatérgico e avançamos no entendimento do impacto das células gliais no sinal do PET [18F]FDG, o radiofármaco mais utilizado na clínica atualmente para visualizar metabolismo de glicose cerebral. O [11C]ABP688 pode ser diretamente incluído em estudos clínicos e a reconceptualização do [18F]FDG proposta nesta tese pode alterar a maneira atual como vemos o metabolismo de glicose na DA e em outras doenças neurodegenerativas. Finalmente, nesta tese, avançamos em termos de mecanismos, e no contexto da busca por um diagnóstico precoce e acurado da DA. / Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most prevalent cause of dementia worldwide. The AD pathophysiological features have been associated to two main classic neuropathological markers: depositon of β-amyloid plaques and formation of neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau. Due to AD complexity, however, additional mechanisms have been proposed as contributors to the neurodegenerative process, such as neuroinflammatory changes, altered neurotransmission, and synaptic dysfunction. These pathological events seem to precede the dementia phase by many years, resulting in a long silent period, i.e., a preclinical phase. In this thesis, we advanced in the understanding of signaling pathways associated with tau hyperphosphorylation, which includes dysfunction of protein phosphatase 2A (PP2A) and glutamatergic neurotoxicity. Furthermore, we underscored radiopharmaceuticals currently available for imaging AD pathophysiology in vivo and non-invasively with positron emission tomography (PET). Finally, we evaluated a new PET biomarker, [11C]ABP688, for visualizing glutamatergic fluctuations and advanced in the understating of how glial cells contribute to the [18F]FDG signal, the widely used radiopharmaceutical in clinical settings for visualizing cerebral glucose metabolism. Our findings have high translational value and direct impact in clinical settings, which can potentially alter the way we interpret glucose metabolism in AD and other neurodegenerative disorders. In summary, in this thesis, we have advanced in terms of molecular mechanisms, and in the use of PET biomarkers toward an early and accurate diagnosis of AD.

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neurodegenerativa progressiva e a forma de demência mais prevalente no mundo. As alterações fisiopatológicas da DA têm sido associadas a dois marcadores neuropatológicos clássicos: a deposição de placas de β- amilóide e a formação de emaranhados neurofibrilares da proteína tau hiperfosforilada. Porém, devido a complexidade da DA, outros mecanismos têm sido propostos como coadjuvantes no processo neurodegenerativo, entre eles eventos neuroinflamatórios, a quebra da homeostasia de sistemas de neurotransmissão e disfunção sináptica. Esta pletora de eventos patológicos parece preceder a fase de demência por um longo período onde a doença age de forma silenciosa, ou seja, onde não existem evidências sintomatológicas. Na presente tese, avançamos no entendimento de vias de sinalização associadas com a hipersforforilação da proteína tau envolvendo a disfunção da proteína fosfatase 2A e neurotoxicidade do sistema glutamatérgico. Além disso, avaliamos os radiofármacos de tomografia de emissão de pósitrons (PET) disponíveis para visualização in vivo e não invasiva da fisiopatologia da DA. Finalmente, avaliamos um novo biomarcador de PET, o [11C]ABP688, para visualizar flutuações no sistema glutamatérgico e avançamos no entendimento do impacto das células gliais no sinal do PET [18F]FDG, o radiofármaco mais utilizado na clínica atualmente para visualizar metabolismo de glicose cerebral. O [11C]ABP688 pode ser diretamente incluído em estudos clínicos e a reconceptualização do [18F]FDG proposta nesta tese pode alterar a maneira atual como vemos o metabolismo de glicose na DA e em outras doenças neurodegenerativas. Finalmente, nesta tese, avançamos em termos de mecanismos, e no contexto da busca por um diagnóstico precoce e acurado da DA. / Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most prevalent cause of dementia worldwide. The AD pathophysiological features have been associated to two main classic neuropathological markers: depositon of β-amyloid plaques and formation of neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau. Due to AD complexity, however, additional mechanisms have been proposed as contributors to the neurodegenerative process, such as neuroinflammatory changes, altered neurotransmission, and synaptic dysfunction. These pathological events seem to precede the dementia phase by many years, resulting in a long silent period, i.e., a preclinical phase. In this thesis, we advanced in the understanding of signaling pathways associated with tau hyperphosphorylation, which includes dysfunction of protein phosphatase 2A (PP2A) and glutamatergic neurotoxicity. Furthermore, we underscored radiopharmaceuticals currently available for imaging AD pathophysiology in vivo and non-invasively with positron emission tomography (PET). Finally, we evaluated a new PET biomarker, [11C]ABP688, for visualizing glutamatergic fluctuations and advanced in the understating of how glial cells contribute to the [18F]FDG signal, the widely used radiopharmaceutical in clinical settings for visualizing cerebral glucose metabolism. Our findings have high translational value and direct impact in clinical settings, which can potentially alter the way we interpret glucose metabolism in AD and other neurodegenerative disorders. In summary, in this thesis, we have advanced in terms of molecular mechanisms, and in the use of PET biomarkers toward an early and accurate diagnosis of AD.

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neurodegenerativa progressiva e a forma de demência mais prevalente no mundo. As alterações fisiopatológicas da DA têm sido associadas a dois marcadores neuropatológicos clássicos: a deposição de placas de β- amilóide e a formação de emaranhados neurofibrilares da proteína tau hiperfosforilada. Porém, devido a complexidade da DA, outros mecanismos têm sido propostos como coadjuvantes no processo neurodegenerativo, entre eles eventos neuroinflamatórios, a quebra da homeostasia de sistemas de neurotransmissão e disfunção sináptica. Esta pletora de eventos patológicos parece preceder a fase de demência por um longo período onde a doença age de forma silenciosa, ou seja, onde não existem evidências sintomatológicas. Na presente tese, avançamos no entendimento de vias de sinalização associadas com a hipersforforilação da proteína tau envolvendo a disfunção da proteína fosfatase 2A e neurotoxicidade do sistema glutamatérgico. Além disso, avaliamos os radiofármacos de tomografia de emissão de pósitrons (PET) disponíveis para visualização in vivo e não invasiva da fisiopatologia da DA. Finalmente, avaliamos um novo biomarcador de PET, o [11C]ABP688, para visualizar flutuações no sistema glutamatérgico e avançamos no entendimento do impacto das células gliais no sinal do PET [18F]FDG, o radiofármaco mais utilizado na clínica atualmente para visualizar metabolismo de glicose cerebral. O [11C]ABP688 pode ser diretamente incluído em estudos clínicos e a reconceptualização do [18F]FDG proposta nesta tese pode alterar a maneira atual como vemos o metabolismo de glicose na DA e em outras doenças neurodegenerativas. Finalmente, nesta tese, avançamos em termos de mecanismos, e no contexto da busca por um diagnóstico precoce e acurado da DA. / Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most prevalent cause of dementia worldwide. The AD pathophysiological features have been associated to two main classic neuropathological markers: depositon of β-amyloid plaques and formation of neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau. Due to AD complexity, however, additional mechanisms have been proposed as contributors to the neurodegenerative process, such as neuroinflammatory changes, altered neurotransmission, and synaptic dysfunction. These pathological events seem to precede the dementia phase by many years, resulting in a long silent period, i.e., a preclinical phase. In this thesis, we advanced in the understanding of signaling pathways associated with tau hyperphosphorylation, which includes dysfunction of protein phosphatase 2A (PP2A) and glutamatergic neurotoxicity. Furthermore, we underscored radiopharmaceuticals currently available for imaging AD pathophysiology in vivo and non-invasively with positron emission tomography (PET). Finally, we evaluated a new PET biomarker, [11C]ABP688, for visualizing glutamatergic fluctuations and advanced in the understating of how glial cells contribute to the [18F]FDG signal, the widely used radiopharmaceutical in clinical settings for visualizing cerebral glucose metabolism. Our findings have high translational value and direct impact in clinical settings, which can potentially alter the way we interpret glucose metabolism in AD and other neurodegenerative disorders. In summary, in this thesis, we have advanced in terms of molecular mechanisms, and in the use of PET biomarkers toward an early and accurate diagnosis of AD.

O córtex pré-frontal medial (PFCm) é caracterizado por entradas glutamatérgicas e dopaminérgicas que convergem sobre os mesmos neurônios alvos. Devido à escassa informação sobre as bases anatômicas das interações entre a dopamina (DA) e o glutamato (Glu), mapeamos a distribuição de subunidades (Su) de receptores (Rs) de Glu do tipo AMPA, NMDA e kainato no PFCm e investigamos a sua expressão em neurônios contendo a fosfoproteína DARPP-32 e em interneurônios. Os resultados mostram que as Su GluR2/3 dos Rs do tipo AMPA são as mais amplamente distribuídas no PFCm e expressas em todos os neurônios DARPP-32+. GluR2/3 é também amplamente co-localizado com as Su NMDAR1 dos Rs de Glu do tipo NMDA e GluR5/6/7 dos Rs do tipo kainato. Em contraste, as Su GluR1 e GluR4 são somente fracamente expressos no PFCm e não são co-localizados com DARPP-32, porém com GABA ou parvalbumina. Os resultados indicam que as Su GluR2/3, NMDAR1 e GluR5/6/7 são amplamente expressos em neurônios piramidais DARPP-32+ enquanto GluR1 e GluR4 são predominantemente expressos em interneurônios do PFCm. / The medial prefrontal cortex (PFCm) is characterized by glutamatergic and dopaminergic afferents that converge on the same target neurons. Since there is only limited information about the anatomical bases for interactions between dopamine (DA) and glutamate (Glu), we mapped the distribution of AMPA, NMDA and kainate Glu receptor (Rs) subunits (Su) in the PFcm and investigated their expression in neurons containing the phosphprotein DARPP-32 and in interneurons. Results show that the Su GluR2/3 of AMPA type Rs are the most prominently distributed in the PFCm and expressed in all neurons DARPP-32+. GluR2/3 is also widely co-localized with the NMDA type Su NMDAR1 and the Kainate Su GluR5/6/7. In contrast, the Su GluR1 and GluR4 are only weakly expressed in the PFCm and are not colocalized with DARPP-32 but with GABA or parvalbumin. Results indicate that the Su GluR2/3, NMDAR1, and GluR5/6/7 are prominently expressed in DARPP-32+ pyramidal neurons, whereas GluR1 and GluR4 are predominantly expressed by interneurons in the PFC.