Há estudos que mostraram que o ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), microinjetado nas estruturas do teto mesencefálico (corpos quadrigêmeos) de ratos evoca comportamentos defensivos do tipo pânico que podem ser seguidos por uma resposta antinociceptiva. Tem sido sugerido que respostas defensivas relacionadas ao medo organizadas por neurônios do tronco cerebral podem ser moduladas por projeções ascendentes mediadas pelo neurotransmissor 5-hidroxitriptamina (5-HT) do núcleo dorsal da rafe (NDR), e fenômenos antinociceptivos induzidos pelo medo inato podem ser organizados por vias serotoninérgicas descendentes também originadas no NDR. Os neurônios do NDR que originam tais conexões, por sua vez, podem ser moduladas por monoaminas que recrutam receptores 5-HT2A localizados no NDR. Não obstante, háuma escassez de estudos mostrando o papel dos receptores 5-HT2A do NDR na modulação do comportamento do tipo pânico e da antinocicepção induzida pelo medo inato organizados nos colículos superiores e inferiores. O objetivo deste estudo foi investigar a participação dos receptores 5-HT2A do NDR na modulação do comportamento de defesa organizado pelos corpos quadrigêmeos e da antinocicepção induzida pelo medo evocados por microinjeções de NMDA nos corpos quadrigêmeos. No experimento I, os animais receberam microinjeção de veículo (NaCl 0,9% / 0,2?L) ou 6, 9 e 12 nmol NMDA no CI. No experimento II, foi realizado o pré-tratamento do NDR com microinjeções de veículo ou o antagonista seletivo do receptor 5HT2A (R-96544) nas concentrações de 5, 10 e 15 nM. Dez minutos depois, o NMDA na dose mais efetiva (12 nmol) foi injetado no CI. Em ambos os experimentos, as respostas defensivas foram analisadas quantitativamente durante 10 min e, em seguida, as latências de retirada de cauda foram medidas a intervalos de 10 min durante 70 min. No experimento III, os animais receberam microinjeção de salina fisiológica ou NMDA (6, 9 e 12 nmol) nas cpSC. No experimento IV, a dose mais efetiva de NMDA (12 nmol) ou veículo foi precedida por microinjeções de veículo ou antagonista seletivo do receptor 5HT2A (R- 96544) em diferentes concentrações, 0.5, 5 e 10 nM. Ambos os efeitos pró-eversivos e antinociceptivos provocados pelas injecções intra-cpCS de NMDA foram atenuados pelo pré-tratamento do NDR com R-96544. No experimento V, a análise morfológica mostrou que os receptores 5-HT2A estão presentes nos interneurônios GABAérgicos do NDR. Em conjunto, esses achados sugerem que o bloqueio dos receptores 5-HT2A no NDR é capaz de atenuar tanto o comportamento defensivo do tipo pânico quanto a antinocicepção induzida pelo medo organizada pelos corpos quadrigêmeos. / There are studies that suggest that N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) microinjected into the midbrain tectum structures, such corpora quadrigemina, of rats evokes panic-like defensive behaviours that can be followed by an antinociceptive response. It has been suggested that fear-related defensive responses organised by brainstem neurons can be modulated by ascending projections mediated by the neurotransmitter 5-hydroxytryptamine (5-HT) of the dorsal raphe nucleus (DRN), and phenomena of innate fear-induced antinociception can be organised by descending serotonergic pathways also originating from the DRN. The DRN neurons that give rise to such connections, in turn, can be moduled by monoamines that recruit 5-HT2A receptors located in the DRN. Nevertheless, there is a shortage of studies showing the role of DRN 5-HT2A receptors in the modulation of panic-like behaviour and innate fearinduced antinociception organised by superior and inferior colliculi. The purpose of this study was to investigate the participation of DRN 5-HT2A receptors in the modulation of panic-like behaviour and antinociception evoked by corpora quadrigemina injections of NMDA. In experiment I, the animals received microinjection of vehicle (0.9%NaCl/0.2?L) or 6, 9 and 12 nmol NMDA into the IC. In experiment II, it was performed the pretreatment of DRN with microinjections of vehicle or the 5HT2A receptor selective antagonist (R-96544) in a concentration of 5, 10 and 15 nM. Ten minutes later, NMDA at the most effective dose (12nmol) was injected in the IC. In both experiments, the defensive responses were quantitatively analysed for 10 min and then the tail-flick withdrawal latencies were measured at 10 min-intervals for 70 min. In experiment III, the animals received microinjection of physiological saline or NMDA (6, 9 and 12 nmol) into the deep layers of SC (dlSC). In experiment IV, the most effective dose of NMDA (12 nmol) or vehicle was preceded by microinjections of vehicle or 5HT2A receptor selective antagonist (R-96544) at different concentrations (0.5, 5, and 10 nM). Both proaversive and antinociceptive effects elicited by intra-dlSC injections of NMDA were attenuated by the pretreatment of the DRN with R-96544. In experiment V, the morphological analysis showed that 5-HT2A receptors are present in GABAergic interneurons in the DRN. Taken together, these findings suggest that the blockade of DRN 5-HT2A receptors decreased both panic attack-like defensive behaviour and fear- induced antinociception organised by the corpora quadrigemina neurons.

A dor crônica (DC) é um problema global de saúde. A incidência da DC no mundo oscila entre 7 e 40% da população e, como consequência da mesma, cerca de 50 a 60% dos que sofrem dela ficam parcial ou totalmente incapacitados, de maneira transitória ou permanente, comprometendo de modo significativo a qualidade de vida. Sabe-se que a divisão pré-límbica (PrL) do córtex pré-frontal medial (CPFM) é uma região importante na elaboração da dor e de seus aspectos cognitivos e emocionais. Há evidências que a DC de origem neuropática (DN) é capaz de provocar mudanças morfológicas, resultando em uma reorganização nas redes neurais do CPFM, e existe alta relação de comorbidade entre ansiedade e DC. Sendo assim, necessita-se de estudos que forneçam aprimoramento dos modelos animais em DC para que, assim, investiguem-se as bases neuroanatômicas, neurofisiológicas e psicofarmacológicas da DN e a participação de áreas corticais na gênese e manutenção da dor. Para isso, o presente trabalho foi dividido em três etapas: 1) Avaliação dos aspectos nociceptivos, motores e afetivo-cognitivos de ratos submetidos a um modelo adaptado de injúria por constrição crônica do nervo isquiático (CCI: uma ligadura) comparando com o modelo clássico de Bennett e Xie (CCI: quatro ligaduras): nossos resultados mostraram que o modelo adaptado de CCI produziu hipersensibilidade ao frio (teste de acetona) e alodinia mecânica (teste de von Frey) semelhante ao causado pelo modelo de CCI com quatro ligaduras. Ambos os grupos CCI apresentaram comportamento do tipo ansioso, depressivo e déficits cognitivos, utilizando-se o modelo de campo aberto (open field), teste de nado forçado e teste de reconhecimento de objeto, respectivamente. Contudo, o modelo adaptado pode ser uma melhor opção, visto que uma simples ligadura não provoca prejuízos motores, nem tampouco o comportamento de autotomia, diferentemente dos animais com CCI em que foram realizadas 4 ligaduras. 2) A - Estudo do efeito da Indometacina (2mg/kg), um antiinflamatório não-esteroidal, administrada por via periférica (IP) sobre a DN: a indometacina diminuiu a alodinia mecânica no primeiro, segundo e quarto dias, mas não no décimo quarto, vigésimo primeiro e vigésimo oitavo dias após a CCI adaptada (1 ligadura). Esses dados sugerem que a COX-1 e a COX-2 estão envolvidas na mediação da indução, mas não na manutenção da DN. B - Envolvimento do córtex PrL sobre a geração, potencialização e manutenção da DN, através da microinjeção local de cloreto de cobalto (CoCl2: 1mM/200nL), um bloqueador do influxo de cálcio (causando bloqueio de sinapses). O CoCl2 atenuou a alodinia mecânica no vigésimo primeiro e vigésimo oitavo, mas não no sétimo e décimo quarto dias após a CCI com 1 ligadura. Nossos dados também indicam que córtex PrL participa na elaboração da fase tardia da alodinia mecânica em nosso modelo adaptado de DN. C - Investigação do papel do sistema glutamatérgico, endocanabinoide e endovaniloide do córtex PrL sobre a alodinia mecânica 21 dias após a CCI adaptada. Os presentes resultados mostraram que a microinjeção do agonista N-metil D-Aspartato (NMDA), nas concentrações de 1 e 4 nmol, foi capaz de aumentar a alodinia mecânica durante o teste de von Frey, enquanto que um antagonista de receptores de aminoácidos excitatórios do tipo NMDA, o LY235959, diminuiu a alodinia mecânica quando microinjetado na maior dose (8nmol) no córtex PrL. O AM251, um antagonista de receptores endocanabinoides do tipo CB1, aumentou a alodinia mecânica em todas as doses (50, 100 e 200pmol) quando microinjetado no PrL. O tratamento do PrL com a menor concentração de anandamida (AEA: 5pmol) não alterou a alodinia mecânica; contudo, a administração de AEA no PrL nas doses intermediárias (de 50 e de 100pmol) reduziu a alodinia mecânica, e este efeito foi bloqueado pelo pré-tratamento do PrL com AM251 (200pmol). Digno de nota, o tratamento do PrL com a maior dose de AEA (200pmol) aumentou a alodinia mecânica, no entanto, este efeito foi atenuado pelo bloqueio prévio de receptores de potencial transitório vaniloide do tipo 1 (TRPV1), com microinjeções de 6 Iodo-nor-di-hidrocapsaicina (6-I-CPS) na dose de 3pmol no PrL. Esses dados sugerem que o córtex PrL está envolvido na potenciação e manutenção da DN crônica (DNC), através da ativação dos receptores NMDA e dos receptores TRPV1. O efeito da atenuação da alodinia mecânica foi causado pela ativação dos receptores endocanabinoides do tipo CB1 em roedores com DNC após 21 dias da CCI. 3) Investigação da comorbidade entre a DNC com ansiedade/pânico e o efeito dos agonistas e antagonistas de receptores NMDA e CB1 no PrL em roedores confrontados com serpente após 21 dias da CCI pelo método adaptado: o confronto entre roedores e serpentes constrictoras induziu nos ratos respostas relacionadas ao medo, tais como avaliação de risco, imobilidade defensiva e fuga em animais com DNC e Sham. Além disso, após terem sido confrontados com a serpente, os animais com DNC tiveram a alodinia mecânica aumentada. O pré-tratamento do PrL com NMDA (4nmol) aumentou o índice e porcentagem de avaliação de risco e a porcentagem de fuga, e a dose intermediária de NMDA (1nmol) aumentou o índice de fuga em animais neuropáticos confrontados com uma serpente constrictora. Além disso, a alodinia mecânica foi intensificada após o confronto em animais que receberam NMDA (4nmol) no PrL. Adicionalmente, os animais tratados com LY235959 diminuíram os comportamentos defensivos apresentados por animais com DNC quando confrontados com a salamanta. Além disso, esses animais pré-tratados com o antagonista de receptores NMDA tiveram seus limiares de von Frey aumentados após o confronto. O bloqueio de receptores endocanabionoides do tipo CB1, com o antagonista AM251, aumentou o comportamento de avaliação de riscos dos animais com DN crônica durante a exposição com a serpente e tiveram seus limiares de retirada de pata no teste de von Frey diminuídos após o confronto. Contudo, o pré-tratamento do PrL com AEA (100pmol) diminuiu os comportamentos defensivos de avaliação de risco, imobilidade defensiva e de fuga dos animais com DNC confrontados com a serpente, e esses animais também apresentaram aumento do limiar de retirada de pata no teste de von Frey após o confronto. Interessantemente, a dose de AEA (200pmol) não alterou comportamento defensivo, mas agravou DNC, através da diminuição do limiar de alodinia mecânica, apresentando um clássico efeito em \"U invertido\", pois menor e a maior dose de AEA (50 e 200pmol) induziram valores de comportamentos defensivo elevados, semelhante ao controle (veículo). Concluindo, os presentes dados obtidos no nosso trabalho, sugerem que o modelo adaptado de CCI, através da realização de uma ligadura do nervo isquiático, é um modelo animal eficaz para se estudarem as comorbidades entre DC e alterações cognitivas e emocionais. A diminuição da atividade das enzimas COX-1 e COX-2 atenuou a alodinia mecânica apenas durante a gênese da DN. Além disso, evidenciou-se que o córtex PrL é recrutado para elaborar a DN durante sua manutenção e potencialização. A ativação dos receptores glutamatérgicos do tipo NMDA e vaniloides do tipo TRPV1 potencializam a DNC e o sistema endocanabinoide via receptor CB1 a diminui. Finalmente, roedores com DNC tiveram seus limiares de alodinia mecânica diminuídos após o confronto com a serpente. Os comportamentos defensivos foram intensificados em animais com DNC, mostrando, assim, o estabelecimento da comorbidade entre DC e ansiedade/pânico e a participação do neocórtex na elaboração da DNC, em um modelo de neuropatia periférica induzida pela constrição crônica no nervo isquiático em ratos Wistar. A comorbidade entre ansiedade/pânico e DNC sensibiliza os animais, agravando o quadro de dor crônica. / Chronic pain (CP) is a global health problem. The incidence of CP in the world ranges from 7 to 40% of the population and, as a consequence, about 50% to 60% of those suffering from it are partially or totally incapacitated, in a transitory or permanent manner significantly compromising the quality of life. The prelimbic (PrL) division of the medial prefrontal cortex (mPFC) is an important region for the elaboration of cognitive and emotional aspects of pain. In addition, chronic neuropathic pain (CNP) can induce morphological changes, resulting in a reorganisation in the mPFC neurons. Moreover, there is an intrinsic relation between CP and anxiety disorder. Our study aims to investigate the effects of a modification of an animal model of CP and evaluate the neuroanatomical and pharmacological bases of neuropathic pain (NP). The role played by PrL cortex in the modulation of CNP was also investigated. Thus, the present work was divided into three steps: 1) Ethological analysis of nociceptive, motor and affective-cognitive aspects of rats submitted to an adapted model of chronic constriction of the ischiadicus nervus (CCI: a simple ligature) compared with the classic CCI model performed by Bennett and Xie (CCI: four ligatures): our results showed that the adapted-CCI model produced cold hypersensitivity and mechanical allodynia similar to those described in laboratory animals submitted to the model with four ligatures of the ischiadicus nervus. Both CCI groups displayed anxiety- and depression-like responses, and cognitive deficits, in the the open field test, forced swim test and object recognition test, respectively. However, the adapted model of CCI used in the present work may be a better choice, since a simple ligature of the ischiadicus nervus cause neither motor deficits, nor autotomy behaviour, unlike the animals with CCI induced by four ligatures of spinal nerves. 2) A- Effect of Indomethacin (2mg/kg) a non-steroidal anti-inflammatory drug peripherally administered (IP) on NP: The peripheral treatment with indomethacin reduced mechanical allodynia on the first, second, and fourth days, but not on the fourteenth, twenty-first, and twenty-eighth days after adapted CCI. These findings suggest that COX-1 and COX-2 are involved in the mediation of NP induction, but not in the maintainance of NP. B- Involvement of the PrL cortex on the generation, potentiation and maintenance of DN, through the microinjection of cobalt chloride (CoCl2: 1mM/200nL), a calcium influx blocker (synapse blocker): CoCl2 attenuated mechanical allodynia at twenty-first and twenty-eighth, but not at seventh and fourteenth days after CCI. Our data also indicate that PrL cortex participates in the elaboration of the chronic phase of mechanical allodynia in our adapted NP model. C- The role of the glutamatergic, endocannabinoid and endovanniloid systems of the PrL cortex on mechanical allodynia 21 days after CCI: The present data showed that microinjection of the N-methyl D-Aspartate agonist (NMDA), in a dose of 1 and 4nmol, was able to increase the mechanical allodynia threshold during mechanical stimulation by von Frey test filaments, whereas the NMDA receptors antagonist LY235959 decreased mechanical allodynia when microinjected at the highest dose (8nmol) in the PrL. The PrL cortex pretreatment with the CB1-cannabinoid receptor antagonist AM251 increased mechanical allodynia at all doses (50, 100 and 200 pmol). Microinjections of anandamide (AEA) at the smaller dose (5pmol) in PrL did not cause influence in the mechanical allodynia. However, the PrL treatment with AEA at the intermediate doses (50 and 100pmol) reduced mechanical allodynia and that effect were blocked by the pretreatment of the PrL cortex with AM251 (200pmol). Interestingly, the higher dose of AEA (200pmol) increased mechanical allodynia. Furthermore, this effect was attenuated by the PrL pretreatment with the transient potential receptor antagonist type 1 (TRPV1) ion channel selective antagonist 6 Iodonordihidrocapsaicin (6-I-CPS) in a dose of 3 pmol. These findings suggest that the PrL cortex is involved in the potentiation and maintenance of CNP through the activation of NMDA receptors and TRPV1 receptors in PrL cortex. The effect of attenuation of mechanical allodynia was caused by the activation of CB1 endocannabinoid receptors in rodents with CNP after 21 days of CCI. 3) Investigation of the comorbidity between CNP with anxiety/panic and the effect of NMDA glutamatergic and CB1 endocannabinoid receptors on PrL cortex after 21 days of CCI in rodents. The confrontation between a constrictor snake and the rodent elicited innate fear-related responses in prey, such as risk assessment, defensive immobility, and escape behaviour that were enhanced in CNP rodents and Sham. Also, after a confrontation with a potential predator, the CNP animals increased their mechanical allodynia thresholds. In adition, the microinjection of NMDA (4nmol) PrL, increased innate fear-related responses, such as risk assessment, and the treatment of PrL with NMDA at 1nmol incresed escape behaviour in rodents with CNP. The treatment of the PrL with NMDA in a dose of 4nmol increased the mechanical allodynia threshold during mechanical stimulation by von Frey test filaments, after confrontantion, whereas PrL pretreatment with LY235959 decreased innate fear-related responses, such risk assessment, defensive immobility, and escape behavior and decreased mechanical allodynia when microinjected (4 and 8nmol). The PrL Pretreatment with the CB1-cannabinoid receptor antagonist AM251 (all doses) increased unconditioned fear-related responses, such as risk assessment. Moreover, AM251 (100 and 200pmol) microinjections in the PrL increased mechanical allodynia after prey versus predator confrontation. The microinjections of AEA (100pmol) in the PrL decreased risk assessment, defensive immobility, and escape behaviour and reduced mechanical allodynia. Interestingly, the pretreatment of the PrL with the higher dose of AEA (200pmol) did not change the fear-induced behaviour elicited by predators, but increased the CNP. There was a classical inverted U-shape curve from the lower to the higher dose of AEA. These data suggest that the anxiety/panic and pain comorbidity increases CNP symptoms. The present findings also indicate that the CCI-adapted model, by ischiadicus nervus ligation with a single ligature is an effective animal model for studying comorbidities between CP and cognitive/emotional disturbances. In conclusion, we observed that nonsteroidal anti-inflammatory drugs are efficient to attenuate the mechanical allodynia only during NP genesis. The PrL cortex is recruited during the maintenance and potentiation of NP. The PrL glutamatergic system via NMDA activation and endovaniloid mechanisms related to TRPV1 ion channel activation potentiate CNP, and the endocannabinoid mechanisms via CB1 receptors recruitment decrease the CNP. Finally, rodents with CNP had their mechanical allodynia thresholds decreased after the confrontation with wild snakes. In addition, their defensive behaviours were itemised, thus showing the anxiety/panic and CNP potential comorbidity and the participation of the neocortex in the elaboration of CP in a model of peripheral neuropathy induced by injury of the ischiadicus nervus through its chronic constriction in Wistar rats.

A esquizofrenia é um transtorno mental de alta complexidade e até o presente momento nenhuma teoria conseguiu explicar completamente sua etiologia. Uma dessas teorias acredita que a transferência de informações entre os hemisférios de pacientes com esquizofrenia, que ocorre através do corpo caloso, comissura anterior e posterior, pode estar comprometida. Os objetivos do nosso estudo foram avaliar se existem alterações de conectividade inter-hemisférica (IH) e se essas alterações sofrem influência do gênero, em pacientes portadores de esquizofrenia quando comparados com seus parentes em primeiro grau e controles saudáveis, utilizando-se da imagem de ressonância magnética por tensor de difusão (IRMTD). Participaram do estudo 30 pacientes portadores de esquizofrenia, diagnosticados pelos critérios do Manual diagnóstico e estatístico das doenças mentais em sua quarta edição, os quais foram selecionados entre os pacientes do grupo de medicações atípicas do ambulatório de esquizofrenia e da enfermaria psiquiátrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo; 30 parentes em primeiro grau desses pacientes; e 30 voluntários saudáveis. Todos os sujeitos do estudo foram submetidos a um exame de ressonância magnética, realizado no Centro de Ciências das Imagens e Física Médica de nossa instituição, onde foram adquiridas as sequências volumétricas e difusionais utilizadas em nosso estudo. Em posse das imagens de ressonância magnética dos 90 sujeitos do estudo, realizamos o pós-processamento dessas imagens, utilizando o software BrainVoyager QX® versão 2.4, com o intuito de obtermos, por meio dos dados provenientes da IRMTD, os mapas de anisotropia fracional (AF) e difusibilidade média (DM). Com esses mapas em mãos, procedemos à análise estatística do estudo, denominada de análise de covariância voxel a voxel (VANCOVA), no cérebro todo. Nessa análise, utilizamos a idade como covariável e verificamos a influência do gênero nos resultados encontrados. Nossos resultados 6 evidenciaram que os pacientes portadores de esquizofrenia apresentaram valores de AF e DM alterados em estruturas homólogas ao corpo caloso e áreas frontais adjacentes. Assim, podemos afirmar que descobrimos perda de conectividade IH nesses mesmos pacientes. Por meio de nosso estudo, descobrimos também a influência do gênero nos valores de AF e DM encontrados e então, consequentemente, podemos dizer que a conectividade IH de pacientes portadores de esquizofrenia sofreu influência do sexo. A idade também mostrou influenciar a conectividade IH de nossos pacientes. Com o atual conceito de que alterações de AF e DM podem ser encaradas como indicativos de comprometimento da mielina, e sabendo que a mielina participa diretamente das reações neuroquímicas do sistema glutamatérgico cerebral, também podemos dizer que o sistema glutamatérgico que participa da conectividade IH desses pacientes encontrava-se comprometido. / Schizophrenia is a highly complex mental disorder and no theory to date was able to fully explain the etiology of this disorder. One of the existing theories advocates that interhemispheric communication, which occurs through the corpus callosum and the anterior and posterior commissures, might be impaired in schizophrenia. Our study was designed to investigate whether there are interhemispheric connectivity (IC) alterations in schizophrenia and whether these alterations are influenced by gender through the comparison of schizophrenia patients with their first-degree relatives and healthy controls using diffusion tensor imaging (DTI). We enrolled 30 schizophrenia patients diagnosed according to the fourth edition of the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders and selected from the Group of Atypical Medications of the Schizophrenia Outpatient Clinic and the psychiatric ward of the Ribeirão Preto Medical School University Hospital, 30 first-degree relatives of these patients and 30 healthy volunteers. All subjects underwent magnetic resonance imaging (MRI) scans for the acquisition of volumetric and diffusion sequences. The images were post-processed using BrainVoyager QX® version 2.4 to create fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD) maps from DTI data. The resulting data were analyzed using voxel-to- voxel analysis of covariance (VANCOVA) for the whole brain. In this analysis, we used age as a co-variable and assessed the influence of gender. Our results showed that schizophrenia patients had altered FA and MD values in structures homologous to the corpus callosum and adjacent frontal areas, suggestive of IC loss in the patients. We also found that gender influenced FA and MD values and, therefore, that IC in schizophrenia patients is influenced by gender. Age was also found to influence IC in our patients. Based on the current conception that FA and MD alterations may indicate myelin impairment and knowing that myelin participates directly in neurochemical reactions of the glutamatergic system in the brain, we can infer that the glutamatergic system, which is implicated in IC, is affected in schizophrenia and is influenced by gender.

La maladie d’Alzheimer est caractérisée par un déclin progressif des capacités cognitives. Les Aßo induisent des dysfonctionnements de la transmission via une altération des récepteurs au glutamate et une perte de synapses.Nos récents résultats démontrent que le VEGF facilite la plasticité synaptique et la mémoire chez des souris via son action sur son récepteur VEGFR2. Nous avons montré que le VEGF stimule l’insertion synaptique des récepteurs glutamatergiques et la formation de synapses, suggérant ainsi un rôle dans la modulation des altérations synaptiques observées dans la maladie d’Alzheimer.Notre objectif est d’étudier le rôle du VEGF, spécifiquement dans la maladie d’Alzheimer. Tout d’abord, nous avons examiné son expression en relation avec les plaques séniles chez des patients et dans un modèle de la maladie d’Alzheimer. Nos résultats ont démontré une colocalisation entre le VEGF et ces plaques.Afin d’examiner plus finement l’interaction Aß-VEGF, nous avons analysé la liaison entre les Aßo et le VEGF en test ELISA et puces à peptides. Nous avons ainsi démontré un potentiel blocage de l’interaction entre le VEGF et son récepteur, menant à des défauts de son activation.Enfin, nous avons examiné si le VEGF prévient les altérations synaptiques par des approches électrophysiologiques, biochimiques et immunocytochimiques. Nos résultats démontrent que lors d’un traitement aux Aßo, le VEGF restaure la LTP, l’expression des récepteurs au glutamate et limite la perte synaptique.Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que l’interaction Aß-VEGF altère la voie du VEGF chez les patients. De plus, le VEGF réduit la toxicité induite par les Aßo sur les synapses / Alzheimer disease (AD) is characterized by a progressive decline in cognitive abilities. Amyloid-ß oligomers (Aßo) trigger synapse dysfunction through defects in glutamate receptor function and subsequent dendritic spine loss. These synaptic impairments compromise memory and contribute to cognitive deficits.Our recent findings revealed that VEGF facilitates synaptic plasticity and memory in mice through its VEGFR2 receptor in neurons. We showed that VEGF promotes glutamate receptor synaptic insertion and stimulates dendritic spine formation, suggesting it may be a key candidate for alleviating synapse damage in AD.Our objective is to study the role of VEGF in synapse protection in AD models and unravel the underlying mechanisms.First, we examined the VEGF expression pattern in postmortem brain tissue from AD patients and APPPS1 model of AD. Our results showed a partial colocalization between VEGF and Aß plaques in AD patients and APPPS1 brains.To further investigate the Aß-VEGF interaction, we used Elisa assay and peptide arrays and demonstrated that Aßo binds several domains of VEGF, impedding VEGFR2 activation.Finally, we examined whether VEGF can prevent synapse damage induced by Aßo using electrophysiological, biochemical and 3D modelling approaches. Our results demonstrated that VEGF treatments can restore LTP in Aßo-treated hippocampal slices, glutamate receptor content at synapses and increase dendritic spine density.All together, our results suggest that Aß-VEGF interaction may alter VEGF pathway in AD and that VEGF reduces Aßo-induced toxicity at synapses by modulating glutamate receptor expression and promoting spine formation and/or stabilization

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Memory is considered to be a process that has several stages, including acquisition, consolidation and retrieval. Memory impairment occurs when important synapses are modified. Alzheimer s disease (DA) is the most common cause of dementia. DA is characterized by cognitive damage, accumulation of the pathogenic amyloid-β (Aβ) peptide, and cholinergic dysfunction. Moreover, oxidative stress is associated with DA. Therapies used for dementia are still palliative rather than curative. Consequently, new therapies are urgently required. Biological effects of tellurium compounds have been studied, leading to a set of interesting and promising applications. Accordingly, 2-phenylethinyl-butyltellurium (PEBT), an organotellurium compound, has been reported as antioxidant. The purpose of this study was to characterize PEBT as a promising alternative for memory improvement and prevention of cognitive deficits, using experimental models of DA in mice. Initially, the present study was conducted to evaluate the effect of a single oral administration (p.o.) of PEBT at a dose of 10 mg/kg on memory, employing the step-down inhibitory avoidance task. PEBT administered 1 h before training, immediately after training or 1 h before the test session of the step-down inhibitory avoidance task increased the step-down latency time in comparison to the control mice, improving acquisition, consolidation, and retrieval of memory, respectively. The glutamate uptake, but not glutamate release, by cerebral cortex and hippocampal slices of mice was inhibited after 1 h of treatment with PEBT. After 24 h of PEBT exposure, the inhibition of cerebral cortex glutamate uptake disappeared. The improvement of memory by PEBT seems most likely to be mediated through an interaction with the amino acid transporters of the glutamatergic system. Thereafter, a subchronic PEBT treatment (1 mg/kg, p.o., for 10 days) after injection of Aβ(25-35) (3 nmol/3 μl/per site, intracerebroventricular) reversed Aβ-induced learning and memory deficits in the Morris water maze and step-down inhibitory avoidance tasks. In addition, PEBT (10 mg/kg, p.o.), administered 30 min before scopolamine (1 mg/kg, intraperitoneal), ameliorated memory deficit induced by this amnesic agent in the Morris water maze. Further, scopolamine was given 30 min before training and test or immediately post-training of step-down inhibitory avoidance task, inducing damage on acquisition, retrieval, and consolidation of memory, respectively. PEBT, administered 30 min before scopolamine, improved consolidation and retrieval stages, but not acquisition. General locomotor and exploratory activities, evaluated in the open-field test, were similar in all mice. Finally, the antiapoptotic effect of PEBT was evaluated. Human retinal pigment epithelial cells (ARPE-19 cell line) were exposed to in vitro oxidative stress by 10 ng/ml tumor necrosis factor-α and 600 μM H2O2. One hour PEBT incubation at concentrations of 7.5 and 10 μM attenuated the apoptosis induced by oxidative stress. This effect lasted up to 6 hours after oxidative stress induction. PEBT (5 and 10 μM) inhibited oxidative stress-induced poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage and restored extracellular-signal-related kinase (ERK) phosphorylation decreased by oxidative stress. The protective mechanism exerted by PEBT against oxidative stress may involve PARP cleavage, regulation of ERK pathway, as well as its known antioxidant properties. In conclusion, the finds of the present thesis point out the ameliorative effect of PEBT on memory stages (acquisition, consolidation and retrieval). Likewise, PEBT improved memory impairment in mice. These effects seem to be due to strengthen the physiological glutamatergic tonus by PEBT and the antiapoptotic effect of PEBT. Therefore, PEBT could be considered a candidate for the prevention of memory deficits such as those observed in DA. / memória inclui pelo menos três tipos de processamento relacionados entre si: aquisição, consolidação e evocação. A memória é afetada quando as sinapses encarregadas de fazer ou evocar memórias encontram-se alteradas. A doença de Alzheimer (DA) é a causa mais comum de demência. A DA é caracterizada por danos cognitivos, acúmulo de peptídeo β-amiloide (Aβ) e disfunção colinérgica. Além disso, o estresse oxidativo está associado à DA. Uma vez que ainda não há cura para a DA e as terapias atuais são apenas paliativas, torna-se importante a busca de novos compostos para melhorar danos cognitivos. Com o estudo dos efeitos biológicos de compostos de telúrio, muitas aplicações estão sendo descobertas. Neste sentido, o composto orgânico de telúrio 2-feniletinil-butiltelúrio (PEBT) apresenta efeito antioxidante. O objetivo deste estudo foi caracterizar o PEBT como uma alternativa promissora para a melhora e prevenção de danos cognitivos, usando modelos experimentais da DA em camundongos. Primeiramente, avaliou-se o efeito de uma única dose oral (p.o) de PEBT (10 mg/kg) na memória, utilizando a tarefa da esquiva inibitória. O tratamento com PEBT 1 h antes do treino, imediatamente após o treino ou 1 h antes do teste da esquiva inibitória aumentou a latência comparada com os animais controles, melhorando a aquisição, consolidação e evocação da memória, respectivamente. A captação de glutamato, mas não a liberação deste neurotrasmissor, foi inibida em córtex e hipocampo de camundongos após 1 h de tratamento com PEBT. Após 24 h, a inibição da captação de glutamato no córtex não foi mais evidenciada. A melhora da memória causada pelo PEBT parece ser mediada através da interação com os transportadores de glutamato. Além disso, o tratamento subcrônico com PEBT (1 mg/kg, p.o., por 10 dias) após a injeção de Aβ(25-35) (3 nmol/3 μl/per site, intracerebroventricular) reverteu o prejuízo no aprendizado e na memória causados por Aβ nas tarefas do labirinto aquático de Morris e na esquiva inibitória. O PEBT (10 mg/kg, p.o.), adminstrado 30 min antes da escopolamina (1 mg/kg, intraperitoneal), também protegeu do dano de memória causado por este agente anticolinérgico no labirinto aquático de Morris. Quando a escopolamina foi administrada 30 min antes do treino ou teste, ou imediatamente após o treino da esquiva inibitória houve dano na aquisição, evocação e consolidação da memória, respectivamente. O PEBT, administrado 30 min antes da escopolamina, protegeu do dano na consolidação e evocação da memória, mas não na aquisição. Não houve diferença nas atividades locomotora e exploratória dos animais tratados com o PEBT no teste do campo aberto. Finalmente, o efeito antiapoptótico do PEBT foi avaliado. Células do epitélio pigmentado da retina humana (linhagem ARPE-19) foram expostas ao estresse oxidativo induzido pelo fator de necrose tumoral-α (10 ng/ml) e H2O2 (600 μM). O PEBT (7.5 e 10 μM), quando pré-incubado por 1 h, protegeu contra a apoptose induzida pelo estresse oxidativo e este efeito permaneceu até 6 h após a indução. O PEBT (5 e 10 μM) inibiu a clivagem da poli(ADP-ribose) polimerase (PARP) induzida por estresse oxidativo e, também, restaurou a fosforilação da quinase regulada por sinal extracelular (ERK). O efeito protetor do PEBT contra o estresse oxidativo parece envolver a clivagem da PARP e a regulação da fosforilaçao de ERK, além de sua atividade antioxidante. Nesse sentido, os resultados apresentados nesta tese destacam o efeito do PEBT na melhora das três fases da memória, bem como em modelos de dano cognitivos em camundongos. Estes resultados parecem estar relacionados ao aumento do tônus glutamatérgico causado pelo PEBT e seu efeito antiapoptótico. Assim sendo, estes dados sugerem que o PEBT poderá, futuramente, ser considerado candidato para a prevenção de danos de memória, como aqueles observados na DA.

Les récepteurs glutamatergiques de type N-Méthyl-D-Aspartate (RNMDA) jouent un rôle majeur dans de nombreux processus physiologiques, et leur implication dans la physiopathologie de certains troubles neuropsychiatriques tels que la schizophrénie est suggérée par un robuste faisceau de données cliniques et précliniques. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant à une telle dérégulation des RNMDA restent inexpliqués. La diffusion membranaire, mécanisme de contrôle spatial et temporel de la distribution des RNMDA à la surface des neurones, constitue un puissant régulateur de la transmission synaptique. Mon projet de thèse repose ainsi sur l’hypothèse originale qu’une altération de la diffusion de surface des RNMDA jouerait un rôle central dans l’émergence de troubles psychotiques. Afin d‘explorer cette piste, j’ai étudié l’impact de molécules aux propriétés psychomimétiques (i.e induisant un état psychotique) sur la diffusion de surface des RNMDA. Les résultats obtenus au cours de ma thèse démontrent que des molécules psychomimétiques, aux modes d’action distincts (antagonistes du RNMDA et autoanticorps anti-RNMDA), perturbent la diffusion membranaire ainsi que la localisation synaptique des RNMDA, conduisant à terme à des défauts de transmission glutamatergique. Mon travail de thèse propose donc qu’un défaut de diffusion membranaire des RNMDA conduirait à des altérations fonctionnelles pouvant contribuer à l’émergence de troubles psychotiques. L’ensemble de mon travail apporte ainsi un regard nouveau sur la mécanistique des troubles psychotiques et ouvre la voie à de nouvelles pistes thérapeutiques. / Glutamatergic N-Methyl-D-Aspartate receptors (NMDAR) play a key role in many physiological processes, and their implication in the pathophysiology of several neuropsychiatric disorders is now well established. Multiple lines of evidence converge towards a dysregulation of the NMDAR in psychotic disorders such as schizophrenia (SCZ). However, the molecular and cellular deficits underlying NMDAR dysfunction remain misunderstood. By tightly controlling NMDAR synaptic localization, surface trafficking represents a powerful regulator of synaptic transmission. Could an alteration of NMDAR surface trafficking underlie NMDAR dysfunction and contribute to the emergence of psychotic disorders? To tackle this question, my PhD project aimed at investigating the impact of different psychotomimetic molecules on NMDAR surface trafficking. In the first part of my project, I explored the impact of NMDAR autoantibodies (NMDAR-Ab) from SCZ and healthy subjects. My results revealed that NMDAR-Ab from SCZ patients rapidly disturb NMDAR synaptic trafficking and distribution, through a loss of NMDAR-EphrinB2 receptor interaction, eventually preventing the induction of synaptic plasticity. In the second part of my PhD project, I showed that psychotomimetic NMDAR antagonists also alter NMDAR synaptic mobility and localization. Downregulation of PSD proteins expression prevented NMDAR antagonists-induced deficits, suggesting that such alterations ensue from modifications of NMDAR intracellular interactions. Taken together, these results demonstrate that psychotomimetic molecules profoundly impact NMDAR surface trafficking, supporting a pathogenic role of this unsuspected process in the emergence of psychotic symptoms.

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No. of bitstreams: 1 TeseMTF.pdf: 2239287 bytes, checksum: 3b29490f6ed81c7556b00699c35d839c (MD5) Previous issue date: 2016-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Arthropods and vertebrates have a great ability to concentrate urine by the kidney and behaviors directed the conservation and acquisition of water and salt due to activities controlled by mechanisms involving hormones and neural circuits. The loss of water or body volume can occur in the intracellular compartment (intracellular dehydration), the extracellular compartment (extracellular dehydration) or both (absolute or duble dehydration). Studies from our laboratory had shown that in unanesthetized animals extracellular dehydration produced by furosemide injection followed by keeping animals with a sodium deficient diet does not alter the basal cardiovascular parameters, but change the basal ventilation.Therefore, the objectives of our study in unanesthetized rats submitted to intracellular dehydration or duble dehydration were: 1) to characterize the baseline cardiorespiratory responses; 2) evaluate the arterial blood gas parameters; 3) to evaluate plasma concentrations of sodium, potassium and plasma osmolality; 4) evaluate the cardiorespiratory responses to the activation of glutamate NMDA receptors in the NTS before and after pretreatment with glutamate NMDA receptor antagonist (AP5) of rats submitted to mixed dehydration. Holtzman rats were implanted with cannula in the NTS and catheter inserted in the abdominal aorta via the femoral artery and femoral vein. The ventilation (VE) measurement were obtained by whole body plethysmography method. The protocols was performed in rats euhydrated (before dehydration), dehydrated (following the methodology to induce dehydration) and/or rehydrated rats (2 h after free access to water and 0.3 M NaCl). The intracellular dehydration induced by intragastric overload 2 M NaCl (2 mL) produced an increase 22 in mean arterial pressure (MAP), without change the heart rate (HR), tidal volume (VT), respiratory rate (fR) and VE. The duble dehydration (intracellular and extracellular combined) induced by 24 h of water deprivation, produced an increase in MAP and VT without modifying the HR, fR and VE. In rehydrated rats PAM and VT returned to baseline. Unilateral injections of L-glutamate and NMDA glutamatergic receptor agonist into NTS of euhydrated rats produced pressor responses and bradycardia. After 24 hours of water deprivation these pressor and bradycardic responses produced by NMDA injection in the NTS were reduced, without changing the bradycardia produced by L-glutamate injection in the NTS. After rehydration, the pressor responses to L-glutamate and NMDA receptors in the NTS remained low and bradycardia produced by NMDA injection in the NTS. Furthermore, the objectives of our study in anesthetized animals subjected to extracellular dehydration were: 1) to characterize the baseline cardiorespiratory responses and renal sympathetic nerve activity (RSNA); 2) to evaluate the effect of peripheral blockade of AT1 receptors angiotensinergic on basal cardiorespiratory responses and on RSNA; 3) to evaluate the arterial blood gas parameters; 4) to evaluate plasma concentrations of sodium and potassium. Extracellular dehydration induced by subcutaneous injection of the diuretic furosemide did not affect the basal MAP and HR, phrenic nerve activity (PNA) and RSNA. Extracellular dehydration did not affect the pressor response produced by intravenous (iv) injection of ANG II, decreased ASNR and did not change the HR and PNA. The iv injection of losartan (AT1 receptor antagonist, 1 mg/kg body weight) induced a decrease in MAP without changing HR, and RSNA and PNA. The hypotensive response after iv injection of losartan was greater in dehydrated animals. Extracellular dehydration did not affect the response of RSNA and PNA after losartan administration. The results suggest that changes in the volume and composition of body fluids affect the cardiovascular control in animals with intracellular 23 dehydration. Furthermore, it affects the cardiorespiratory control in animals with mixed dehydration and glutamatergic neurotransmission in the NTS. Moreover, in anesthetized animals with extracellular dehydration showed no changes in baseline cardiorespiratory responses and RSNA. / Os mamíferos apresentam uma grande capacidade de concentração de urina pelo rim e comportamentos dirigidos à conservação e aquisição de água e sal, devido a atividades controladas por mecanismos envolvendo hormônios e circuitos neurais. A perda de água ou de volume pode ocorrer no compartimento intracelular (desidratação intracelular), do compartimento extracelular (desidratação extracelular) ou de ambos (desidratação absoluta ou mista). Estudo do nosso laboratório mostrou em animais não anestesiados que a desidratação extracelular produzida pela injeção de furosemida seguida da manutenção dos animais com uma dieta deficiente em sódio não altera os parâmetros cardiovasculares basais, mas altera a ventilação basal. Assim, os objetivos do nosso estudo em animais não anestesiados submetidos à desidratação intracelular ou mista foram: 1) caracterizar as respostas cardiorrespiratórias basais; 2) avaliar os parâmetros gasométricos arteriais; 3) avaliar as concentrações plasmáticas de sódio, potássio e osmolaridade plasmática; 4) avaliar as respostas cardiorrespiratórias à ativação de receptores glutamatérgicos NMDA no NTS de ratos submetidos à desidratação mista. Foram utilizados ratos Holtzman com cânulas implantadas no NTS e com cateteres inseridos na aorta abdominal através da artéria e na veia femoral. As medidas de ventilação (VE) foram obtidas pelo método de pletismografia de corpo inteiro. Os protocolos foram realizados em ratos normohidratados (antes da desidratação), desidratados (após a metodologia para induzir a desidratação) e/ou em ratos repletos (2 h após o livre acesso a NaCl 0,3 M e água). A desidratação intracelular induzida pela sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (2 mL), produziu um aumento da pressão arterial média (PAM), sem modificar a frequência cardíaca (FC), o volume corrente (VC), a frequência respiratória (fR) e a VE. A desidratação mista (intracelular e extracelular combinadas), induzida por 24 h de privação hídrica, produziu um aumento da PAM e do VC, sem modificar a FC, a fR e a VE. Nos ratos reidratados a PAM e o VC retornaram aos valores basais. Injeções unilaterais de L-glutamato e do agonista de receptor glutamatérgico NMDA no NTS de ratos normohidratados produziram respostas pressoras e bradicardicas. Após 24 h de privação hídrica essas respostas pressoras foram reduzidas, assim como a bradicardia produzida por injeção de NMDA no NTS e sem alteração na bradicardia produzida por L-glutamato no NTS. Após a reidratação, as respostas pressoras do Lglutamato e NMDA no NTS permaneceram reduzidas, bem como a bradicardia produzida pela injeção de NMDA no NTS. Além disso, os objetivos do nosso estudo em animais anestesiados submetidos à desidratação extracelular foram: 1) caracterizar as respostas cardiorrespiratórias basais e a atividade do nervo simpático renal (ANSR); 2) avaliar o efeito do bloqueio periférico dos receptores angiotensinérgicos AT1 sobre as respostas cardiorrespiratórias basais e sobre a ANSR; 3) avaliar os parâmetros gasométricos arteriais; 4) avaliar as concentrações plasmáticas de sódio e potássio. A desidratação extracelular induzida pela injeção subcutânea do diurético furosemida não alterou a PAM e a FC basais, não alterou a atividade do nervo frênico (ANF) e a ANSR. A desidratação extracelular não alterou a resposta pressora produzida pela injeção intravenosa (iv) de ANG II, nem a queda na ASNR e não promoveu alterações na FC e na ANF. A injeção iv de losartan (antagonista dos receptores AT1, 1 mg/kg de peso corporal) promoveu queda na PAM sem alterar a FC, a ANSR e a ANF. A resposta hipotensora após a injeção iv de losartan foi maior nos animais com desidratação extracelular. A desidratação extracelular não alterou a resposta da ANSR e ANF após o bloqueio com losartan. Os resultados sugerem que alterações na composição e no volume dos líquidos corporais modificam o controle cardiovascular em animais com desidratação intracelular. Além disso, altera o controle cardiorrespiratório em animais com desidratação mista, bem como a neurotransmissão glutamatérgica no NTS. E ainda, em animais anestesiados com desidratação extracelular não apresentaram alterações cardiorrespiratórias basais e nem na ANSR.

A dor crônica (DC) é um problema global de saúde. A incidência da DC no mundo oscila entre 7 e 40% da população e, como consequência da mesma, cerca de 50 a 60% dos que sofrem dela ficam parcial ou totalmente incapacitados, de maneira transitória ou permanente, comprometendo de modo significativo a qualidade de vida. Sabe-se que a divisão pré-límbica (PrL) do córtex pré-frontal medial (CPFM) é uma região importante na elaboração da dor e de seus aspectos cognitivos e emocionais. Há evidências que a DC de origem neuropática (DN) é capaz de provocar mudanças morfológicas, resultando em uma reorganização nas redes neurais do CPFM, e existe alta relação de comorbidade entre ansiedade e DC. Sendo assim, necessita-se de estudos que forneçam aprimoramento dos modelos animais em DC para que, assim, investiguem-se as bases neuroanatômicas, neurofisiológicas e psicofarmacológicas da DN e a participação de áreas corticais na gênese e manutenção da dor. Para isso, o presente trabalho foi dividido em três etapas: 1) Avaliação dos aspectos nociceptivos, motores e afetivo-cognitivos de ratos submetidos a um modelo adaptado de injúria por constrição crônica do nervo isquiático (CCI: uma ligadura) comparando com o modelo clássico de Bennett e Xie (CCI: quatro ligaduras): nossos resultados mostraram que o modelo adaptado de CCI produziu hipersensibilidade ao frio (teste de acetona) e alodinia mecânica (teste de von Frey) semelhante ao causado pelo modelo de CCI com quatro ligaduras. Ambos os grupos CCI apresentaram comportamento do tipo ansioso, depressivo e déficits cognitivos, utilizando-se o modelo de campo aberto (open field), teste de nado forçado e teste de reconhecimento de objeto, respectivamente. Contudo, o modelo adaptado pode ser uma melhor opção, visto que uma simples ligadura não provoca prejuízos motores, nem tampouco o comportamento de autotomia, diferentemente dos animais com CCI em que foram realizadas 4 ligaduras. 2) A - Estudo do efeito da Indometacina (2mg/kg), um antiinflamatório não-esteroidal, administrada por via periférica (IP) sobre a DN: a indometacina diminuiu a alodinia mecânica no primeiro, segundo e quarto dias, mas não no décimo quarto, vigésimo primeiro e vigésimo oitavo dias após a CCI adaptada (1 ligadura). Esses dados sugerem que a COX-1 e a COX-2 estão envolvidas na mediação da indução, mas não na manutenção da DN. B - Envolvimento do córtex PrL sobre a geração, potencialização e manutenção da DN, através da microinjeção local de cloreto de cobalto (CoCl2: 1mM/200nL), um bloqueador do influxo de cálcio (causando bloqueio de sinapses). O CoCl2 atenuou a alodinia mecânica no vigésimo primeiro e vigésimo oitavo, mas não no sétimo e décimo quarto dias após a CCI com 1 ligadura. Nossos dados também indicam que córtex PrL participa na elaboração da fase tardia da alodinia mecânica em nosso modelo adaptado de DN. C - Investigação do papel do sistema glutamatérgico, endocanabinoide e endovaniloide do córtex PrL sobre a alodinia mecânica 21 dias após a CCI adaptada. Os presentes resultados mostraram que a microinjeção do agonista N-metil D-Aspartato (NMDA), nas concentrações de 1 e 4 nmol, foi capaz de aumentar a alodinia mecânica durante o teste de von Frey, enquanto que um antagonista de receptores de aminoácidos excitatórios do tipo NMDA, o LY235959, diminuiu a alodinia mecânica quando microinjetado na maior dose (8nmol) no córtex PrL. O AM251, um antagonista de receptores endocanabinoides do tipo CB1, aumentou a alodinia mecânica em todas as doses (50, 100 e 200pmol) quando microinjetado no PrL. O tratamento do PrL com a menor concentração de anandamida (AEA: 5pmol) não alterou a alodinia mecânica; contudo, a administração de AEA no PrL nas doses intermediárias (de 50 e de 100pmol) reduziu a alodinia mecânica, e este efeito foi bloqueado pelo pré-tratamento do PrL com AM251 (200pmol). Digno de nota, o tratamento do PrL com a maior dose de AEA (200pmol) aumentou a alodinia mecânica, no entanto, este efeito foi atenuado pelo bloqueio prévio de receptores de potencial transitório vaniloide do tipo 1 (TRPV1), com microinjeções de 6 Iodo-nor-di-hidrocapsaicina (6-I-CPS) na dose de 3pmol no PrL. Esses dados sugerem que o córtex PrL está envolvido na potenciação e manutenção da DN crônica (DNC), através da ativação dos receptores NMDA e dos receptores TRPV1. O efeito da atenuação da alodinia mecânica foi causado pela ativação dos receptores endocanabinoides do tipo CB1 em roedores com DNC após 21 dias da CCI. 3) Investigação da comorbidade entre a DNC com ansiedade/pânico e o efeito dos agonistas e antagonistas de receptores NMDA e CB1 no PrL em roedores confrontados com serpente após 21 dias da CCI pelo método adaptado: o confronto entre roedores e serpentes constrictoras induziu nos ratos respostas relacionadas ao medo, tais como avaliação de risco, imobilidade defensiva e fuga em animais com DNC e Sham. Além disso, após terem sido confrontados com a serpente, os animais com DNC tiveram a alodinia mecânica aumentada. O pré-tratamento do PrL com NMDA (4nmol) aumentou o índice e porcentagem de avaliação de risco e a porcentagem de fuga, e a dose intermediária de NMDA (1nmol) aumentou o índice de fuga em animais neuropáticos confrontados com uma serpente constrictora. Além disso, a alodinia mecânica foi intensificada após o confronto em animais que receberam NMDA (4nmol) no PrL. Adicionalmente, os animais tratados com LY235959 diminuíram os comportamentos defensivos apresentados por animais com DNC quando confrontados com a salamanta. Além disso, esses animais pré-tratados com o antagonista de receptores NMDA tiveram seus limiares de von Frey aumentados após o confronto. O bloqueio de receptores endocanabionoides do tipo CB1, com o antagonista AM251, aumentou o comportamento de avaliação de riscos dos animais com DN crônica durante a exposição com a serpente e tiveram seus limiares de retirada de pata no teste de von Frey diminuídos após o confronto. Contudo, o pré-tratamento do PrL com AEA (100pmol) diminuiu os comportamentos defensivos de avaliação de risco, imobilidade defensiva e de fuga dos animais com DNC confrontados com a serpente, e esses animais também apresentaram aumento do limiar de retirada de pata no teste de von Frey após o confronto. Interessantemente, a dose de AEA (200pmol) não alterou comportamento defensivo, mas agravou DNC, através da diminuição do limiar de alodinia mecânica, apresentando um clássico efeito em \"U invertido\", pois menor e a maior dose de AEA (50 e 200pmol) induziram valores de comportamentos defensivo elevados, semelhante ao controle (veículo). Concluindo, os presentes dados obtidos no nosso trabalho, sugerem que o modelo adaptado de CCI, através da realização de uma ligadura do nervo isquiático, é um modelo animal eficaz para se estudarem as comorbidades entre DC e alterações cognitivas e emocionais. A diminuição da atividade das enzimas COX-1 e COX-2 atenuou a alodinia mecânica apenas durante a gênese da DN. Além disso, evidenciou-se que o córtex PrL é recrutado para elaborar a DN durante sua manutenção e potencialização. A ativação dos receptores glutamatérgicos do tipo NMDA e vaniloides do tipo TRPV1 potencializam a DNC e o sistema endocanabinoide via receptor CB1 a diminui. Finalmente, roedores com DNC tiveram seus limiares de alodinia mecânica diminuídos após o confronto com a serpente. Os comportamentos defensivos foram intensificados em animais com DNC, mostrando, assim, o estabelecimento da comorbidade entre DC e ansiedade/pânico e a participação do neocórtex na elaboração da DNC, em um modelo de neuropatia periférica induzida pela constrição crônica no nervo isquiático em ratos Wistar. A comorbidade entre ansiedade/pânico e DNC sensibiliza os animais, agravando o quadro de dor crônica. / Chronic pain (CP) is a global health problem. The incidence of CP in the world ranges from 7 to 40% of the population and, as a consequence, about 50% to 60% of those suffering from it are partially or totally incapacitated, in a transitory or permanent manner significantly compromising the quality of life. The prelimbic (PrL) division of the medial prefrontal cortex (mPFC) is an important region for the elaboration of cognitive and emotional aspects of pain. In addition, chronic neuropathic pain (CNP) can induce morphological changes, resulting in a reorganisation in the mPFC neurons. Moreover, there is an intrinsic relation between CP and anxiety disorder. Our study aims to investigate the effects of a modification of an animal model of CP and evaluate the neuroanatomical and pharmacological bases of neuropathic pain (NP). The role played by PrL cortex in the modulation of CNP was also investigated. Thus, the present work was divided into three steps: 1) Ethological analysis of nociceptive, motor and affective-cognitive aspects of rats submitted to an adapted model of chronic constriction of the ischiadicus nervus (CCI: a simple ligature) compared with the classic CCI model performed by Bennett and Xie (CCI: four ligatures): our results showed that the adapted-CCI model produced cold hypersensitivity and mechanical allodynia similar to those described in laboratory animals submitted to the model with four ligatures of the ischiadicus nervus. Both CCI groups displayed anxiety- and depression-like responses, and cognitive deficits, in the the open field test, forced swim test and object recognition test, respectively. However, the adapted model of CCI used in the present work may be a better choice, since a simple ligature of the ischiadicus nervus cause neither motor deficits, nor autotomy behaviour, unlike the animals with CCI induced by four ligatures of spinal nerves. 2) A- Effect of Indomethacin (2mg/kg) a non-steroidal anti-inflammatory drug peripherally administered (IP) on NP: The peripheral treatment with indomethacin reduced mechanical allodynia on the first, second, and fourth days, but not on the fourteenth, twenty-first, and twenty-eighth days after adapted CCI. These findings suggest that COX-1 and COX-2 are involved in the mediation of NP induction, but not in the maintainance of NP. B- Involvement of the PrL cortex on the generation, potentiation and maintenance of DN, through the microinjection of cobalt chloride (CoCl2: 1mM/200nL), a calcium influx blocker (synapse blocker): CoCl2 attenuated mechanical allodynia at twenty-first and twenty-eighth, but not at seventh and fourteenth days after CCI. Our data also indicate that PrL cortex participates in the elaboration of the chronic phase of mechanical allodynia in our adapted NP model. C- The role of the glutamatergic, endocannabinoid and endovanniloid systems of the PrL cortex on mechanical allodynia 21 days after CCI: The present data showed that microinjection of the N-methyl D-Aspartate agonist (NMDA), in a dose of 1 and 4nmol, was able to increase the mechanical allodynia threshold during mechanical stimulation by von Frey test filaments, whereas the NMDA receptors antagonist LY235959 decreased mechanical allodynia when microinjected at the highest dose (8nmol) in the PrL. The PrL cortex pretreatment with the CB1-cannabinoid receptor antagonist AM251 increased mechanical allodynia at all doses (50, 100 and 200 pmol). Microinjections of anandamide (AEA) at the smaller dose (5pmol) in PrL did not cause influence in the mechanical allodynia. However, the PrL treatment with AEA at the intermediate doses (50 and 100pmol) reduced mechanical allodynia and that effect were blocked by the pretreatment of the PrL cortex with AM251 (200pmol). Interestingly, the higher dose of AEA (200pmol) increased mechanical allodynia. Furthermore, this effect was attenuated by the PrL pretreatment with the transient potential receptor antagonist type 1 (TRPV1) ion channel selective antagonist 6 Iodonordihidrocapsaicin (6-I-CPS) in a dose of 3 pmol. These findings suggest that the PrL cortex is involved in the potentiation and maintenance of CNP through the activation of NMDA receptors and TRPV1 receptors in PrL cortex. The effect of attenuation of mechanical allodynia was caused by the activation of CB1 endocannabinoid receptors in rodents with CNP after 21 days of CCI. 3) Investigation of the comorbidity between CNP with anxiety/panic and the effect of NMDA glutamatergic and CB1 endocannabinoid receptors on PrL cortex after 21 days of CCI in rodents. The confrontation between a constrictor snake and the rodent elicited innate fear-related responses in prey, such as risk assessment, defensive immobility, and escape behaviour that were enhanced in CNP rodents and Sham. Also, after a confrontation with a potential predator, the CNP animals increased their mechanical allodynia thresholds. In adition, the microinjection of NMDA (4nmol) PrL, increased innate fear-related responses, such as risk assessment, and the treatment of PrL with NMDA at 1nmol incresed escape behaviour in rodents with CNP. The treatment of the PrL with NMDA in a dose of 4nmol increased the mechanical allodynia threshold during mechanical stimulation by von Frey test filaments, after confrontantion, whereas PrL pretreatment with LY235959 decreased innate fear-related responses, such risk assessment, defensive immobility, and escape behavior and decreased mechanical allodynia when microinjected (4 and 8nmol). The PrL Pretreatment with the CB1-cannabinoid receptor antagonist AM251 (all doses) increased unconditioned fear-related responses, such as risk assessment. Moreover, AM251 (100 and 200pmol) microinjections in the PrL increased mechanical allodynia after prey versus predator confrontation. The microinjections of AEA (100pmol) in the PrL decreased risk assessment, defensive immobility, and escape behaviour and reduced mechanical allodynia. Interestingly, the pretreatment of the PrL with the higher dose of AEA (200pmol) did not change the fear-induced behaviour elicited by predators, but increased the CNP. There was a classical inverted U-shape curve from the lower to the higher dose of AEA. These data suggest that the anxiety/panic and pain comorbidity increases CNP symptoms. The present findings also indicate that the CCI-adapted model, by ischiadicus nervus ligation with a single ligature is an effective animal model for studying comorbidities between CP and cognitive/emotional disturbances. In conclusion, we observed that nonsteroidal anti-inflammatory drugs are efficient to attenuate the mechanical allodynia only during NP genesis. The PrL cortex is recruited during the maintenance and potentiation of NP. The PrL glutamatergic system via NMDA activation and endovaniloid mechanisms related to TRPV1 ion channel activation potentiate CNP, and the endocannabinoid mechanisms via CB1 receptors recruitment decrease the CNP. Finally, rodents with CNP had their mechanical allodynia thresholds decreased after the confrontation with wild snakes. In addition, their defensive behaviours were itemised, thus showing the anxiety/panic and CNP potential comorbidity and the participation of the neocortex in the elaboration of CP in a model of peripheral neuropathy induced by injury of the ischiadicus nervus through its chronic constriction in Wistar rats.

A esquizofrenia é um transtorno mental de alta complexidade e até o presente momento nenhuma teoria conseguiu explicar completamente sua etiologia. Uma dessas teorias acredita que a transferência de informações entre os hemisférios de pacientes com esquizofrenia, que ocorre através do corpo caloso, comissura anterior e posterior, pode estar comprometida. Os objetivos do nosso estudo foram avaliar se existem alterações de conectividade inter-hemisférica (IH) e se essas alterações sofrem influência do gênero, em pacientes portadores de esquizofrenia quando comparados com seus parentes em primeiro grau e controles saudáveis, utilizando-se da imagem de ressonância magnética por tensor de difusão (IRMTD). Participaram do estudo 30 pacientes portadores de esquizofrenia, diagnosticados pelos critérios do Manual diagnóstico e estatístico das doenças mentais em sua quarta edição, os quais foram selecionados entre os pacientes do grupo de medicações atípicas do ambulatório de esquizofrenia e da enfermaria psiquiátrica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo; 30 parentes em primeiro grau desses pacientes; e 30 voluntários saudáveis. Todos os sujeitos do estudo foram submetidos a um exame de ressonância magnética, realizado no Centro de Ciências das Imagens e Física Médica de nossa instituição, onde foram adquiridas as sequências volumétricas e difusionais utilizadas em nosso estudo. Em posse das imagens de ressonância magnética dos 90 sujeitos do estudo, realizamos o pós-processamento dessas imagens, utilizando o software BrainVoyager QX® versão 2.4, com o intuito de obtermos, por meio dos dados provenientes da IRMTD, os mapas de anisotropia fracional (AF) e difusibilidade média (DM). Com esses mapas em mãos, procedemos à análise estatística do estudo, denominada de análise de covariância voxel a voxel (VANCOVA), no cérebro todo. Nessa análise, utilizamos a idade como covariável e verificamos a influência do gênero nos resultados encontrados. Nossos resultados 6 evidenciaram que os pacientes portadores de esquizofrenia apresentaram valores de AF e DM alterados em estruturas homólogas ao corpo caloso e áreas frontais adjacentes. Assim, podemos afirmar que descobrimos perda de conectividade IH nesses mesmos pacientes. Por meio de nosso estudo, descobrimos também a influência do gênero nos valores de AF e DM encontrados e então, consequentemente, podemos dizer que a conectividade IH de pacientes portadores de esquizofrenia sofreu influência do sexo. A idade também mostrou influenciar a conectividade IH de nossos pacientes. Com o atual conceito de que alterações de AF e DM podem ser encaradas como indicativos de comprometimento da mielina, e sabendo que a mielina participa diretamente das reações neuroquímicas do sistema glutamatérgico cerebral, também podemos dizer que o sistema glutamatérgico que participa da conectividade IH desses pacientes encontrava-se comprometido. / Schizophrenia is a highly complex mental disorder and no theory to date was able to fully explain the etiology of this disorder. One of the existing theories advocates that interhemispheric communication, which occurs through the corpus callosum and the anterior and posterior commissures, might be impaired in schizophrenia. Our study was designed to investigate whether there are interhemispheric connectivity (IC) alterations in schizophrenia and whether these alterations are influenced by gender through the comparison of schizophrenia patients with their first-degree relatives and healthy controls using diffusion tensor imaging (DTI). We enrolled 30 schizophrenia patients diagnosed according to the fourth edition of the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders and selected from the Group of Atypical Medications of the Schizophrenia Outpatient Clinic and the psychiatric ward of the Ribeirão Preto Medical School University Hospital, 30 first-degree relatives of these patients and 30 healthy volunteers. All subjects underwent magnetic resonance imaging (MRI) scans for the acquisition of volumetric and diffusion sequences. The images were post-processed using BrainVoyager QX® version 2.4 to create fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD) maps from DTI data. The resulting data were analyzed using voxel-to- voxel analysis of covariance (VANCOVA) for the whole brain. In this analysis, we used age as a co-variable and assessed the influence of gender. Our results showed that schizophrenia patients had altered FA and MD values in structures homologous to the corpus callosum and adjacent frontal areas, suggestive of IC loss in the patients. We also found that gender influenced FA and MD values and, therefore, that IC in schizophrenia patients is influenced by gender. Age was also found to influence IC in our patients. Based on the current conception that FA and MD alterations may indicate myelin impairment and knowing that myelin participates directly in neurochemical reactions of the glutamatergic system in the brain, we can infer that the glutamatergic system, which is implicated in IC, is affected in schizophrenia and is influenced by gender.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Experimental models of seizure in animals have represented an important role for the understanding of the physiological and behavioural alterations associated with the human epilepsy. The induction of partial or generalized seizures is an efficient method for evaluating both the susceptibility to seizures and to investigate new anticonvulsant agents. In this sense, studies showed that the convulsive actions of the diphenyl diselenide (PhSe)2 and 2,3-dimercaptopropanol (BAL) compounds are inhibited by diazepam and phenobarbital, two classic allosteric modulators of the GABAergic system. Therefore, arises the interest of to investigate the interaction of the (PhSe)2 and BAL compounds with convulsive agents that act via blockade and/or modulation of the GABAergic system. This is the case of the pentylenetetrazol (PTZ), which exerts its convulsive action by blocking of Cl- channel of the GABAA receptor complex. Taking into account these facts, the present study had as first objective to investigate the effects of the pre-administration of (PhSe)2 and BAL in the model of chemical seizure PTZ-induced in mice (Article 1). For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) or BAL (250, 500, or 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutes prior to administration of PTZ. The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 reduced the latency for seizure PTZ-induced at doses of 40 and 60 mg/kg, beyond to cause a decrease in the latency for death PTZ-induced at dose of 60 mg/kg. However, the convulsive and lethal action PTZ-induced at dose of 80mg/kg was not affected by the pretreatment with (PhSe)2. Similarly, the pretreatment of the animals with BAL reduced the latency for seizure induced by 40 and 50 mg/kg PTZ. In addition, the latency for death PTZ-induced at dose of 40 mg/kg was significantly decreased by the pretreatment with BAL in all doses tested. Particularly, in the dose of 50 mg/kg of PTZ, a significant decrease in the latency for death occurred only when the mice were pretreated with 500 and 1000 μmol/kg of BAL. These results show that (PhSe)2 and BAL act in synergysm with PTZ potentializing its convulsive action, possibly through a modulation of the GABAergic system. Tacking into account the structural similarities between (PhSe)2 and diphenyl ditelluride (PhTe)2 compounds, our further objective was to investigate the effects of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on a model of chemical seizure 4-aminopyridine (4-AP)-induced in mice (Article 2). The convulsive action of this agent occurs through a blockade of K+ channels and activation of Ca2+ channels, with consequent release of neurotransmitters, predominantly the glutamate. Moreover, it was investigated the brain lipid peroxidation level after treatment of the animals with 4-AP, as well the effect of the pretretament with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on this level. For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, or 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutes before administration of 4-AP (12 mg/kg, i.p.). The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, and 150 μmol/kg) significantly increased the latency for clonic and tonic seizure, as well as inhibited the death 4-AP-induced. In addition, it was observed a significant increase in the brain lipid peroxidation levels after treatment with 4-AP, which was significantly inhibited by pretreatment with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds. Therefore, these results show that (PhSe)2 and (PhTe)2 increase the latency for seizures, as well as inhibit the death 4-AP-induced. It is possible that this effect result of the modulation of redox sites of NMDA receptors, and/or modulation in the Ca2+ channels activity with consequent alteration in the neurotransmitters release. Moreover, the work provided evidences for the anticonvulsant and antioxidant properties of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds, which point out for its neuroprotective properties in this model. Of general model, the utilization of the models of chemical seizure PTZ- or 4-AP-induced in mice was a useful method in the investigation of the actions on central nervous system of the (PhSe)2, (PhTe)2, and BAL compounds. The use of these convulsive models provided evidences about the convulsive actions, as well as possible mechanisms of action of the evaluated compounds. / Modelos experimentais de convulsão em animais têm representado um papel importante para a compreensão das alterações fisiológicas e comportamentais associadas com a epilepsia humana. A indução de convulsões parciais ou generalizadas é um método eficiente para avaliar tanto a susceptibilidade às convulsões quanto investigar novos agentes anticonvulsivantes. Neste sentido, estudos demonstraram que as ações convulsivantes dos compostos disseleneto de difenila (PhSe)2 e 2,3-dimercaptopropanol (BAL) são inibidas por diazepam e fenobarbital, dois moduladores alostéricos clássicos do sistema GABAérgico. Logo, surge o interesse de investigar os efeitos da interação dos compostos (PhSe)2 e BAL e agentes convulsivantes que ajam através do bloqueio e/ou modulação do sistema GABAérgico. Este é o caso do agente pentilenotetrazol (PTZ), o qual exerce sua ação convulsiva por meio de um bloqueio do canal de Cl- do complexo do receptor GABAA. Considerando estes fatos, o presente estudo teve como primeiro objetivo investigar os efeitos da pré-administração de (PhSe)2 e BAL no modelo de convulsão química induzida por PTZ em camundongos (Artigo 1). Para este propósito, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) ou BAL (250, 500 ou 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutos antes da administração de PTZ. Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 reduziu a latência para a convulsão induzida por PTZ nas doses de 40 e 60 mg/kg, além de causar um decréscimo na latência para a morte induzida por PTZ na dose de 60 mg/kg. Entretanto, a ação convulsivante e letal induzida por PTZ na dose de 80 mg/kg não foi afetada pelo pré-tratamento com (PhSe)2. Similarmente, o pré-tratamento dos animais com BAL reduziu a latência para a convulsão induzida por 40 e 50 mg/kg de PTZ. Além disso, a latência para a morte induzida por PTZ na dose de 40 mg/kg foi significativamente diminuída pelo pré-tratamento com BAL em todas as doses testadas. Particularmente, na dose de 50 mg/kg de PTZ, decréscimo significativo na latência para a morte ocorreu somente quando os camundongos foram pré-tratados com 500 e 1000 μmol/kg de BAL. Estes resultados demonstram que o (PhSe)2 e BAL agem em sinergismo com o PTZ potencializando sua ação convulsiva, possivelmente através de uma modulação do sistema GABAérgico. Tendo em vista as similaridades estruturais entre os compostos (PhSe)2 e ditelureto de difenila (PhTe)2, nosso próximo objetivo foi investigar o efeito dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre um modelo de convulsão química induzida por 4-aminopiridina (4-AP) em camundongos (Artigo 2). A ação convulsiva deste agente ocorre através do bloqueio de canais de K+ e ativação de canais de Ca2+, com conseqüente liberação de neurotransmissores, predominantemente o glutamato. Além disso, foram investigados os níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento dos animais com 4-AP, bem como o efeito do pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre esses níveis. Para este fim, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 e (PhTe)2 (50, 100 ou 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutos antes da administração de 4-AP (12 mg/kg, i.p.). Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 e (PhTe)2, nas doses de 50, 100 e 150 μmol/kg, aumentou significativamente a latência para a convulsão clônica e tônica, bem como inibiu a morte induzida por 4-AP. Além disso, observamos um significativo aumento nos níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento com 4-AP, o qual foi significativamente inibido pelo pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2. Portanto, estes resultados demonstram que (PhSe)2 e (PhTe)2 aumentam a latência para as convulsões, bem como inibem a morte induzida por 4-AP. É possível que este efeito resulte da modulação de sítios redox de receptores NMDA, e/ou modulação na atividade de canais de Ca2+ com conseqüente alteração na liberação de neurotransmissores. Além disso, o trabalho forneceu evidências para as propriedades anticonvulsivas e antioxidantes dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2, as quais apontam para suas propriedades neuroprotetoras neste modelo. De forma geral, a utilização dos modelos de convulsão química induzida por PTZ e 4-AP em camundongos foi um método útil na investigação das ações sobre o sistema nervoso central dos compostos (PhSe)2, (PhTe)2 e BAL. O emprego destes modelos convulsivos forneceu evidências acerca das ações convulsivas, bem como possíveis mecanismos de ação dos compostos avaliados.